Pudasjärven hirsikorttelihanke Loppuraportti

Transkriptio

1 Pudasjärven hirsikorttelihanke Loppuraportti

2 ISBN: Kirjapaino: Pohjolan Painotuote Oy, Rovaniemi 2012 Etukannen kuva: As. Oy Pudasjärven Jokilehto 2

3 Pudasjärven hirsikorttelihanke Loppuraportti Kirjoittajat Matti Alasaarela Mikko Kälkäjä Sakari Mäenpää 3

4 Tiivistelmä Hankkeessa selvitettiin kattavasti Pudasjärvelle rakennettujen hirsirakennusten rakentamisen ympäristövaikutuksia, sekä valmisteltiin tiedonkeruujärjestelmä rakennusten energiankulutuksen seuraamista varten. Rakennettujen talojen lisäksi tarkasteltiin skenaariolaskelmilla rakennusten ympäristövaikutuksia, jos ne olisi toteutettu tämänhetkisen käytännön mukaisilla yleisimmillä rakenteilla (normitalo), tai ekologisimmalla mahdollisilla rakenteilla (ekologisin). Skenaariolaskelmilla selvitettiin yhden rakennuksen koko elinkaaren aikaisia ympäristövaikutuksia. Hankkeeseen kuluneen kolmen vuoden aikana rakennettiin Pudasjärvelle Karhukunnaan alueelle viisi hirsirakennusta, joiden yhteenlaskettu kerrosala on 1832 m 2. Hanketta varten VTT laati hirsitalon ympäristövaikutusten laskentatyökalun ja selvitti hirren valmistuksen energiankulutuksen ja päästöt. Laskentatyökalun avulla selvitettiin hirsitalon materiaalituotannon päästöt ja energiankulutus periaatteella cradle to gate. As. Oy Jokilehdossa materiaalivalmistuksen kasvihuonekaasupäästöt olivat keskimäärin 12 % vähäisemmät kuin normitalossa. Ekologisimmalla vaihtoehdolla päästöt olivat keskimäärin 40 % normitaloa vähäisemmät. Jokilehdon taloihin sitoutuneen hiilen määrä oli lähes kolminkertainen normitaloon verrattuna ja ekologisimmassa vaihtoehdossa yli kolminkertainen normitaloon verrattuna. Fossiilisen energian kulutus hirsitalon valmistuksessa oli 13 % vähäisempää kuin normitalossa. Ekologisimmassa vaihtoehdossa uusiutumattoman energian kulutus oli 39 % vähäisempää kuin normitaloissa. Rakenteiden energiasisältö oli Jokilehdossa kaksinkertainen normitaloon verrattuna ja ekologisimman vaihtoehdon energiasisältö lähes kolminkertainen normitaloon verrattuna. Tämä energia on hyödynnettävissä rakennuksen elinkaaren lopussa energiatuotantoon. Suurin vaikutus ympäristöprofiilin eroihin ekologisimman ja toteutetun vaihtoehdon välillä oli maanvaraisen alapohjan korvaaminen rossipohjalla. Rakentamisen aikainen energiankulutus ja päästöt olivat kaikissa toteutetuissa kohteissa alle 10% materiaalivalmistuksen energiankulutuksesta ja päästöistä. Talvirakentaminen nosti energiankulutusta noin kolmanneksella. Rakennuksen koko elinkaaren hiilijalanjälki toteutetussa vaihtoehdossa oli 230 tn kaukolämmöllä ja 111 tn maalämmöllä. Vastaavat luvut normitalolla olivat 234 tn kaukolämmöllä ja 118 tn maalämmöllä. Ekologisimmalla skenaariolla hiilijalanjälki oli 222 tn kaukolämmöllä ja 106 tn maalämmöllä. Hankkeessa selvitettiin myös hirsitalon asukkaiden terveydentilaa ja asumistyytyväisyyttä verrattuna muista materiaaleista rakennetuissa taloissa asuviin. THL:n selvityksessä löytyi tilastollisesti merkitseviä eroja hirsitaloasukkaiden ja muissa taloissa asuvien tyytyväisyydessä. Sisäilmaan tyytyväisyyttä mallinnettaessa logistisella regressiolla hirsitaloasukkaat olivat neljä kertaa todennäköisemmin tyytyväisiä sisäilman laatuun verrattuna puutaloissa asuviin vastaajiin ja kuusi kertaa todennäköisemmin verrattuna kivitaloissa asuviin vastaajiin. Myös hirsitaloasukkaiden yleinen terveydentila oli parempi kuin muissa vastaajaryhmissä, vaikka erot eivät olleetkaan tilastollisesti merkitseviä. Hanke tuo arvokkaan lisän Pudasjärven muiden hirsirakennuskohteiden ketjuun. Alueen sijainti valtatie 20 vieressä lisää kohteen näkyvyyttä ja hirsirakennuksista kiinnostuneita matkailijoita opastetaan aktiivisesti tutustumaan kohteeseen. Hankkeen tuloksilla on sellaisinaan suuri käyttöarvo hirsitaloteollisuudelle tulevissa energiatehokkuusmääräysten muutoksissa. Hankkeessa tuotettu ja jatkossa kertyvä tieto tarjoaa tutkijoille mahdollisuuksia monenlaisiin hirsirakentamisen ekologiaa ja toimintaa käsitteleviin tutkimuksiin. 4

5 Sammandrag I projektet gjorde man en omfattande utredning av de miljöeffekter byggandet av timmerhus i Pudasjärvi hav upphov till, samt utarbetade ett system för insamling av uppgifter i syfte att följa upp byggnadernas energiförbrukning. Förutom de byggda husen granskade man dessutom med scenariokalkyler byggnadernas miljöeffekter om de hade uppförts med de allmännaste konstruktionerna enligt nuvarande praxis (normhus) och med så ekologiska konstruktioner som möjligt (mest ekologisk). Med scenariokalkyler utredde man de miljöeffekter som uppstod under en byggnads hela livscykel. Under projektets tre år byggde man på området Karhukunta i Pudasjärvi fem timmerbyggnader, vars sammanlagda våningsyta uppgick till m2. För projektet utarbetade VTT ett kalkylverktyg för ett timmerhus miljöeffekter och utredde energiförbrukningen och utsläppen vid tillverkningen av stockarna. Med hjälp av kalkylverktyget utredde man utsläppen och energiförbrukningen under timmerhusets materialproduktion enligt principen cradle to gate. Utsläppen av växthusgaser var vid materialtillverkningen för de Jokilehto cirka 12 % lägre för timmerhus än för normhus. Med det mest ekologiska alternativet var utsläppen 40 % lägre än för normhusen. Mängden inbundet kol i de byggda husen var nästan tredubbelt jämfört med ett normhus och i det mest ekologiska alternativet var mängden inbundet kol tredubbelt högre jämfört med ett normhus. Förbrukningen av fossila bränslen vid tillverkningen av ett timmerhus var 13 % lägre än för ett normhus. I det mest ekologiska alternativet var förbrukningen av icke förnybar energi 39 % lägre än för normhus. Konstruktionernas energiinnehåll i de uppförda husen var dubbelt så stor jämfört med ett normhus och det mest ekologiska alternativets energiinnehåll var nästan tredubbelt jämfört med ett normhus. Den här energin kan utnyttjas för energiproduktion när byggnadens livscykel har nått sitt slut. Den största inverkan på skillnaderna i miljöprofilen för det mest ekologiska och det förverkligade alternativet var att man ersatte golv på mark med trossbotten. Energiförbrukningen och utsläppen under byggnadsskedet var i alla de förverkligade objekten under 10 % av energiförbrukningen och utsläppen under materialtillverkningen. Energiförbrukningen ökade med cirka en tredjedel vid byggande på vintern. Kolfotspåret för byggnadens hela livscykel var i de förverkligade alternativen 230 ton med fjärrvärme och 111 ton med jordvärme. Motsvarande tal för normhus var 234 ton med fjärrvärme och 118 ton med jordvärme. Med det mest ekologiska scenariot var kolfotspåret 222 ton med fjärrvärme och 106 ton med jordvärme. I projektet utredde man även hälsotillståndet och boendekomforten för invånare i ett timmerhus jämfört med invånare i hus som tillverkats av andra material. I THL:s utredning kunde man se statistiskt betydelsefulla skillnader i hur nöjda invånare i timmerhus och invånare i andra hus var. Vid en modellering med en logistisk regression av nöjdheten med inomhusluften var invånarna i timmerhus sannolikt fyra gånger så nöjda med inomhusluftens kvalitet jämfört med respondenter som bor i trähus och sannolikt sex gånger nöjdare jämfört med respondenter som bor i stenhus. Även det allmänna hälsotillståndet för invånare i timmerhus var bättre än i de övriga respondentgrupperna, även om skillnaderna inte var statistiskt betydelsefulla. Projektet skapar ett värdefullt mervärde i kedjan av andra timmerhusobjekt i Pudasjärvi. Områdets läge invid riksväg 20 ökar objektets synlighet och turister intresserade av timmerhus erbjuds aktivt guidning och kan bekanta sig med objektet. Projektets resultat har som sådana ett högt bruksvärde vid de kommande ändringarna av bestämmelserna för timmerhusindustrins energieffektivitet. Den information som producerats i projektet och den information som kommer att insamlas i framtiden erbjuder forskarna möjligheter till mångsidig forskning om timmerbyggandets ekologi och timmerkonstruktionernas funktion. 5

6 Alkusanat Viimeisten kymmenen vuoden aikana hirsitaloteollisuus on joutunut uusien haasteiden eteen. Ilmastonmuutoksen ehkäisemiseksi kasvihuonekaasupäästöjä pyritään alentamaan kansainvälisillä sopimuksilla. EU on asettanut kovat tavoitteet rakennusten energiatehokkuuden parantamiseksi. Tähän asti tavoitteisiin on pyritty rakennuksen käytön aikaista energiankulutusta vähentämällä. Suurin osa toimenpiteistä on kohdistunut rakennuksen vaipan eristyskyvyn parantamiseen. Hirsitalon ulkoseinien lämmöneristyskyvyllä on kuitenkin rajansa, jolloin yhä kiristyvät vaatimukset vaikuttavat voimakkaimmin juuri hirsitaloihin. Ensimmäisen kerran Suomessa energiatehokkuusvaatimuksia kiristettiin huomattavasti v voimaan tulleissa määräyksissä. Määräysten valmisteluissa myös hirsitaloteollisuudelle annettiin mahdollisuus lausua mielipiteensä. Silloin huomattiin, että voidakseen perustella hirsitalojen erityisasemaa, hirsitaloteollisuus tarvitsee lisää tietoa hirsitalojen tuotannon ja rakentamisen ympäristövaikutuksista. Tämän hankkeen tarpeellisuus nousi esiin vuonna 2008 ympäristöministeriössä käydyissä neuvotteluissa, joissa olivat mukana hirsitaloteollisuuden edustajat ja Pudasjärven kaupungin kehittämisjohtaja Mikko Kälkäjä. Jo silloin oli tiedossa, että energiatehokkuusvaatimuksia tullaan edelleen kiristämään lähes nollaenergiatasolle vuoteen 2020 mennessä. Pystyäkseen säilyttämään asemansa yhtenä vaihtoehtoisena talon rakennusmateriaalina hirsitaloteollisuus tarvitsee kaiken mahdollisen tiedon hirren valmistukseen ja rakentamiseen liittyvistä ekologisista tekijöistä. Lähtökohta on hyvä, koska puun ja puutuotteiden ekologiaa on tutkittu hyvin paljon maailmanlaajuisesti ja puu on uusiutuvana luonnonmateriaalina yleisesti tunnustettu kaikkein ekologisimmaksi rakennusmateriaaliksi. Hoidetuista talousmetsistä hankittuna puu on sataprosenttisesti uusiutuva. Suomessa vuotuiset hakkuut ovat olleet vuosikymmeniä alle kasvun, joten puun käytön lisääminen ei Suomessa hävitä metsiä. Sama tilanne on koko Euroopan alueella. Hanke käynnistyi vuoden 2009 keväällä. Hankkeeseen olennaisena osana kuului hirsitalokorttelin rakentaminen. Tähän kortteliin oli määrä tulla 8 12 asuntoa hirsitaloihin. Hirsitalojen rakentamisella oli tarkoitus tuottaa aineistoa rakentamisen aikaisten ympäristövaikutusten laskentaa varten. Samoin näitä kohteita oli tarkoitus käyttää asumisen aikaisen tutkimusdatan keräämiseen. Hanketta varten kaavoitettiin Iijoen pohjoisrannalta Pudasjärven keskustan tuntumasta n. 2,5 hehtaarin alue. Kaava sallii alueelle 16 hirsitalon rakentamisen, ja niihin yhteensä asuntoa. Alue sai nimen Karhukunnas. Alueen rakentaminen käynnistyi kesällä Projektin aikana alueelle valmistui 6 kpl asuntoja ja kaksi toimistorakennusta. Yhteensä näiden kohteiden kerrosala on 1832 m2. Kaikki rakennukset on toteutettu alueen rakentamistapaohjeessa esitetyn matalaenergiatalon määritelmän mukaan rakennettuina. Rakennusten materiaalivalmistuksen ympäristövaikutukset laskettiin VTT:n laatimalla ohjelmalla. Rakentamistyön aikainen energiankulutus ja materiaaliseuranta tehtiin myös kaikista toteutuneista kohteista. Asunnoista kolme valittiin tarkemman seurannan kohteiksi. Hankkeen projektipäällikkönä toimi saakka RI Markku Kangasniemi lähtien projektin päällikkyyttä on hoitanut Pudasjärven kaupungin kehittämisjohtaja, Mikko Kälkäjä. Hankkeen ekologia-asioista vastaavana on toiminut lähtien Matti Alasaarela, Arkkitehtitoimisto Inspis Oy:stä. Hankkeen LVIja automaatio asiantuntijana on toiminut Sakari Mäenpää Insinööritoimisto Airlon Oy:stä ja Kari Kokko Ouman Oy:stä. Koekohteiden energiankulutus ja säätietojen seurantajärjestelmän rakentaja on Pudasjärven Automaatiopalvelut Oy. Aluesuunnitelma ja kaava laadittiin Oulun yliopiston arkkitehtiopiskelijoille pidetyn suunnittelukilpailun tulosten pohjalta. Suunnitelman laativat Arkkitehtiopiskelijat Emma Johansson ja Kristian Järvi professori Jouni Koiso-Kanttilan ohjaamina. Opiskelijat laativat alueen rakentamistapaohjeet yhdessä Matti Alasaarelan kanssa. 6

7 Työssä konsultoitiin myös professori Jouni Koiso- Kanttilaa ja Tampereen teknisen yliopiston professori Ralf Lindbergiä. Ympäristövaikutusten laskentatyökalun laatijaksi valittiin VTT Expert Services, jossa ohjelman koodaustyön teki DI Antti Ruuska. Työkaluprojektin koordinaattorina toimi johtava tutkija, Tarja Häkkinen. Materiaalien elinkaarianalyyseistä ja päästökertoimista vastasi vanhempi tutkija Sirje Vares. Hirsitaloasumisen terveysvaikutuksia koskevan selvityksen on tehnyt Terveyden ja Hyvinvoinnin laitos (THL). ALTTI 2011 ja ALTTI 2007 kyselytutkimukseen perustuvan raportin on laatineet tutkijat Mira Anttila ja Maria Pekkonen ja sen ovat tarkastaneet erikoistutkija Ulla Haverinen- Shaughnessy ja tutkimusprofessori Juha Pekkanen. Projektin kotisivuja on pitänyt yllä Juha Nyman, webmaster, Pudasjärven kaupunki. Kotisivujen ulkoasun on suunnitellut mainostoimisto Aakkoset Oy. Motivoivan ekolaskurin koodauksen on tehnyt Kai Heikka, SiperiaSystems Oy:stä. Ekolaskurin ulkoasun on suunnitellut mainostoimisto Pakkahuone Oy. Ekolaskurin toiminnan suunnittelun ja päästökertoimien määrittelyt on tehnyt Matti Alasaarela. Yrityskumppaneina hankkeessa ovat olleet Hirsitaloteollisuus ry, Kontiotuote Oy, Profin Oy, Sepa Oy, Vireal Oy, Sonell Oy ja Kaskipuu Oy. Työtä on ohjannut ohjausryhmä, jonka puheenjohtajana on toiminut Matti Matero (Vireal Oy). Ohjausryhmän jäseninä ovat olleet Heikki Laukkanen (Pohjois-Pohjanmaan liitto), Kaarina Daavittila, Ritva Kinnula, Eero Oinas-Panuma ja Markku Mattinen (Pudasjärven kaupunki), Jouni Koiso-Kanttila (Oulun Yliopisto), Matti Kaski (Kaskipuu Oy), Jalo Poijula (Kontiotuote Oy), Martti Haapala (Profin Oy) ja Hannu Manninen (Sepa Oy, myöhemmin Respecta Oy). Työn rahoittajina ovat olleet Pohjois-Pohjanmaan liitto EAKR rahastosta, Pudasjärven kaupunki ja hankkeen yrityskumppanit. Raportin ovat laatineet ekologia asioista vastaava Matti Alasaarela, projektipäällikkö Mikko Kälkäjä, ja LVI asiantuntija Sakari Mäenpää. Raportissa on hyödynnetty Emma Johanssonin ja Kristian Järven tekemää aluesuunnitelmaa ja Emma Johanssonin opinnäytetyönään tekemää tutkielmaa pienilmaston hyödyntämisestä asuinalueen suunnittelussa. Lisäksi raportissa on käytetty VTT Expert Servicen tekemiä laskelmia yhden alueelle toteutetun hirsirakennuksen ympäristövaikutuksista, VTT:n sarjajulkaisuna toimittamia skenaariolaskelmia hirsikorttelihankkeen tuloksista ja Terveyden ja Hyvinvoinnin Laitoksen (THL) tutkimusta hirsitaloasukkaiden asumisterveydestä ja -tyytyväisyydestä. Pitkäkestoisen hankkeen aikana saatuja tuloksia on jo käytetty vuoden 2012 energiatehokkuusmääräysten laadinnassa hirsirakennusten osalta. Hankkeen aikana on myös käynnistynyt EU-alueella yhteistyö hirsitaloja valmistavien yritysten välillä. Tämän yhteistoiminnan tarkoituksena on, että lainsäätäjät EU-alueella saisivat objektiivista tietoa hirsitalojen rakentamisen ympäristövaikutuksista energiatehokkuusmääräysten muutosten valmistelua varten. Hankkeen ansiosta hirsitalon rakentamisen ekologia tunnetaan ehkä parhaiten verrattuna muihin rakennustapoihin. Tulokset ovat valmiita käytettäväksi, kun valmistellaan materiaalivalmistuksen energiatehokkuuden mukaantuloa rakennusten energiatehokkuusvaatimuksiin. Hankkeen aikana hirren käyttäminen julkisiin rakennuksiin on noussut voimakkaasti esille. Pudasjärvelle rakennetaan hirsirakenteinen päiväkoti ja sunnitteilla on myös koulukeskuksen rakentaminen hirrestä. Hankkeen käynnistäjänä Pudasjärven kaupunki esittää lämpimät kiitokset kaikille projektin toteuttamiseen osallistuneille yhteistyökumppaneille, rahoittajille ja projektia valvoneelle ohjausryhmälle. 7

8 Sisällys Tiivistelmä 4 Sammandrag 5 Alkusanat 6 1. Johdanto Hirsitaloteollisuuden haasteet Hirsitaloteollisuuden vahvuudet Hirsikorttelihankkeen tavoitteet Ekologiset tavoitteet Matkailulliset tavoitteet Tutkimusaineiston keräämista voitteet Tavoitteet hirsitalotoimialan kannalta Toimintasuunnitelma Tiedottaminen Hirsikorttelihankkeen kohdealue, Karhukunnas Aluesuunnitelma Asemakaava Rakentamistapaohjeet Yhdyskuntarakenteen vaikutus rakennuksen ekotehokkuuteen Yhdyskuntarakenteen tiiviys Kulkuyhteydet Pienilmasto Rakennuksen fysikaalisten ominaisuuksien vaikutus ekotehokkuuteen Rakennuksen muoto Vaipan lämmöneristys ja tiiveys Ikkunoiden sijoittelu Materiaalivalinnat Rakentamisen vaikutus ekotehokkuuteen Hirsitalon valmistuksen ympäristövaikutusten laskentatyökalu Seinähirsien valmistuksen elinkaariarviointi Rakennuspaikalla tehtävän työn vaikutus ekotehokkuuteen Rakennuksen käytön vaikutus ekotehokkuuteen Tutkitut lämmöntuotantovaihtoehdot Polttoaineiden päästökertoimet Energiankulutuksen seuranta- ja datankeruujärjestelmä Järjestelmän tarkoitus Tutkittavat kohteet Motivoiva kotiautomaatio Rakennuksen purkamisen vaikutus ekotehokkuuteen Rakennettujen kohteiden tulokset Hirsikunnas I Rakennusmateriaalien valmistuksen ympäristövaikutukset Energiankäyttö ja energiasisältö Ympäristövaikutusten jakautuminen rakennusosittain Kasvihuonekaasupäästöjen jakautuminen rakennusosittain Rakennuksen massan, ja raaka-aineiden käytön jakautuminen rakennusosittain Hiili- ja energiasisällön jakautuminen rakennusosittain Ympäristövaikutusten tunnuslukuja Hirsikunnas II Rakennusmateriaalien valmistuksen ympäristövaikutukset Energiankäyttö ja energiasisältö Ympäristövaikutusten jakautuminen rakennusosittain Kasvihuonekaasupäästöjen jakautuminen rakennusosittain Rakennuksen massan ja raaka-aineiden käytön jakautuminen rakennusosittain Hiili- ja energiasisällön jakautuminen rakennusosittain Ympäristövaikutusten tunnuslukuja As. Oy Pudasjärven Jokilehto, talot A, B ja C Rakennusmateriaalien valmistuksen ympäristövaikutukset, yhteenveto Ympäristövaikutusten jakautuminen rakennusosittain Massan jakautuminen rakennusosittain Hiilisisältö Kasvihuonekaasupäästöt Energiasisältö Kasvihuonekaasupäästöt Työmaa-aikaisen materiaalihukan ympäristövaikutukset Rakennuksen korjausten ja rakenteiden uusimisten ympäristövaikutukset Kuljetusten ympäristövaikutukset 93 8

9 12.7 Rakentamisen ja purkamisen ympäristövaikutukset Rakennuksen käytön ympäristövaikutukset Rakennuksen purkamisen ympäristövaikutukset elinkaaren lopussa Elinkaaren aikaiset ympäristövaikutukset yhteensä Tulosten analysointi Rakenteisiin sitoutuneen hiilen vaikutus hiilijalanjälkeen Hirren sisältämän bioenergian vaikutus Hirsituotannon sivutuotteiden sisältämän bioenergian vaikutus Hirren ja hirsituotannon sivutuotteiden sisältämän bioenergian vaikutus yhteensä Kokonaisenergiankulutuksen tarkastelu eri vaihtoehdoissa Hirsitaloasumisen terveysvaikutukset Raportin tiivistelmä Analyyseista tehdyt johtopäätökset Yhteenveto Hankkeen matkailulliset vaikutukset Johtopäätökset 117 Lähdeluettelo 120 Liite 1. Rakennusten tiedot 122 Liite 2. As. Oy Pudasjärven Jokilehto, energiatodistus 123 9

10 1. Johdanto Ihmisten toiminnan aiheuttaman ilmastonmuutoksen torjunta perustuu YK:n puitesopimukseen liitettyyn Kioton pöytäkirjaan. EU on sitoutunut vähentämään kasvihuonekaasujen kokonaismäärää vuoteen 2020 mennessä 20% vuoden 1990 tasosta ja 30% jos saadaan aikaan kansainvälinen sopimus. Rakentaminen ja rakennusten käyttäminen vie 40% kokonaisenergiankulutuksesta ja aiheuttaa 30% kasvihuonekaasupäästöistä. Tästä syystä on rakennusten energiankulutuksen vähentäminen otettu yhdeksi tärkeäksi tavoitteeksi. EU direktiivi 2010/31 määrittelee vähimmäistavoitteet rakennusten energiatehokkuusvaatimuksista. Artikla 9 määrittelee tavoitteeksi, että 31 päivään joulukuuta 2020 kaikki uudet rakennukset ovat lähes nollaenergiatasoa. Lähes nollaenergiarakennuksella tarkoitetaan rakennusta, jolla on erittäin korkea energiatehokkuus. Tarvittava lähes olematon tai erittäin vähäinen energian määrä olisi hyvin laajalti katettava uusiutuvista lähteistä peräisin olevalla energialla, mukaan lukien paikan päällä tai rakennuksen lähellä tuotettava, uusiutuvista lähteistä peräisin oleva energia. EU edellyttää jäsenvaltioiden laativan kansalliset suunnitelmat siitä, miten tavoitteet saavutetaan. Kansallisella tasolla lähes nollaenergiatason määrittelyssä voidaan ottaa huomioon kansalliset, alueelliset ja paikalliset olosuhteet. Kansallisiin suunnitelmiin tulee sisältyä välitavoitteet uusien rakennusten energiatehokkuuden parantamiseksi vuoteen 2015 mennessä. Valtioneuvosto on laatinut pitkän aikavälin ilmasto- ja energiastrategian v Siinä on määritelty se, miten Suomi aikoo toteuttaa energia- ja ilmastopolitiikkaansa. Strategiassaan hallitus lupaa vähentää kasvihuonekaasupäästöjä muun muassa panostamalla uusiutuvien energialähteiden käyttöönottoon ja energiansäästöön. Rakennusten osalta tavoitteena oli uudisrakennusten energiatehokkuuden parantaminen 30% vuoteen 2010 mennessä ja edelleen 20% vuoteen 2012 mennessä. Vuoden 2012 aikana siirryttiin kokonaisenergiankulutuksen ja lämmitysmuodon huomioivaan järjestelmään. Tarkempia suunnitelmia siitä, miten lähes nollaenergiataso saavutetaan mennessä, ei ole vielä esitetty. Nämä kansainväliset ja kansalliset tavoitteet asettavat kovan haasteen myös hirsitalojen rakentamiselle. Tiedossa on kuitenkin, että seuraavassa määräysten uudistamisvaiheessa rakennusmateriaalien valmistamisen ekologisuus otetaan jollakin tavalla huomioon. Ongelmana on se, ettei ole olemassa yhteisiä kansainvälisiä pelisääntöjä siitä, miten materiaalitehokkuus lasketaan. Suomessa ovat käytössä RT-ympäristöselosteet, joiden laadintaa varten on tehty yhteiset kriteerit, jotka perustuvat elikaariarvioinnin ISO standardiin. EU komission rakennuspääosaston mandaatilla CEN/TC350:ssä kehitetyt standardit EN Sustainability of construction works - Environmental product declarations Core rules for the product category of construction products on hyväksytty Eu parlamentissa. Tämän vuoden aikana julkaistaan EN 15978, jossa esitetään rakentamisen ympäristövaikutusten laskentamenetelmät. Tämä EU:ssa tehtävä työ valmistelee materiaalitehokkuuden tulemista osaksi rakennusten energiatehokkuutta. Rakennuksen koko elinkaareen perustuvat arviointimenetelmät antavat todellisemman kuvan rakennuksen ekologisuudesta. Suomessa materiaalitehokkuuden huomioimista aletaan valmistella vuonna 2013 ja tarkoituksena on, että vuoden 2017 energiatehokkuuden laskennassa materiaalitehokkuus on mukana. Ympäristöministeriöltä saadun tiedon mukaan materiaalitehokkuus tullaan huomioimaan jonkinlaisella kertoimella, kuten vuoden 2012 määräyksissä on huomioitu lämmitykseen käytettävän polttoaineen ekologisuus. Materiaalitehokkuuden mukaantulo on puurakenteisten rakennusten kannalta positiivinen asia. Käytön aikaisen energiatehokkuuden lähestyessä nollatasoa, nousevat rakentamisessa tehdyt valinnat avainasemaan rakennuksen ekologisuuden kannalta. 10

11 1.1 Hirsitaloteollisuuden haasteet Teollisesti valmistettujen hirsitalojen osuus oli suurimmillaan 90-luvun puolivälissä. Silloin hirren osuus oli 17% kaikista toimitetuista talopaketeista Suomessa. Hirren osuus kääntyi laskuun 90-luvun puolivälin jälkeen ja se oli alimmillaan 9% vuosina Sen jälkeen osuus on kasvanut vähitellen ja on nyt noin 12% talopaketeista. Kuvassa 1 on teollisesti valmistettujen hirsitalojen kappalemääräinen osuus talopaketeista viimeisten 30 vuoden ajalta. Vapaa-ajan asunnoissa hirsi on hallitseva rakennusmateriaali. Mökkipaketeista noin 90% on hirsimökkejä. Osuus on viimeisten 10 vuoden aikana laskenut muutamia prosentteja. Myös paikalleen rakennetut mökit huomioiden hirren osuus on yli 50%. Kuvassa 2 on esitetty hirsimökkien kappalemääräinen osuus Suomessa rakennetuista vapaa-ajan asunnoista viimeisten kahdeksan vuoden ajalta. Kuva 1. Teollisen hirren osuus % talopaketeista (Rakennustutkimus RTS, 2011) Suomalaiset hirsitalotehtaat toimittivat kotimaahan vuonna 2011 yhteensä 7150 hirsirakennusta, joista omakotitaloja oli 950 kpl, vapaa-ajan asuntoja 2700 kpl, saunoja 1900 kpl ja muita rakennuksia 1600 kpl. Toimitusten arvo oli yhteensä 168 miljoonaa euroa. Hirsitalotehtaiden vienti suuntautuu laajasti eri puolille Eurooppaa, Aasiaa ja Pohjois-Amerikkaa. Tullitilastojen mukaan vuonna 2011 eniten vientiä oli Venäjälle (37%). Toisena tulee Ranska, jonne vienti on kuitenkin alle puolet Venäjän viennistä (14%). Kolmanneksi tärkein vientimaa Kuva 2. Hirsimökkien osuus vapaa-ajan asunnoista (Rakennustutkimus RTS, 2012) 11

12 on Japani. Kuva 3 esittää hirsirakennusten tärkeimmät vientimaat ja viennin kehityksen viimeisten viiden vuoden aikana. Yhteensä suomalaiset hirsitalotehtaat veivät maailmalle vuoden 2011 aikana 2450 hirsirakennusta, ja viennin arvo oli yhteensä 102 miljoonaa euroa. Hirsitaloteollisuuden liikevaihto kasvoi tasaisesti vuoteen 2007 saakka, jolloin se oli yhteen- sä 353 miljoonaa euroa. Viennin osuus siitä oli 164 miljoonaa euroa. Vuoden 2008 maailmanlaajuinen pankkikriisi romahdutti viennin noin puoleen ja kokonaisliikevaihto oli alimmillaan vuonna miljoonaa euroa. Siitä on noustu nykyiselle noin miljoonan tasolle. Kuva 4 esittää teollisen hirren liikevaihdon ja viennin kehitystä. Teollisesti valmistettu hirsitalo on vakiinnuttanut paikkansa Suomessa ja sillä on myös maa- ilmanlaajuista kysyntää. Vuoden 2010 energiatehokkuusmääräysten uusimisen yhteydessä massiivipuiset hirsitalot otettiin huomioon sallimalla niiden seinille muita rakenteita heikompi U-arvo. Vuoden 2012 heinäkuussa voimaantulleissa energiatehokkuusmääräyksissä hirsitalot on huomioitu muita taloja korkeammalla E-luvulla. Ministeriö perustelee hirsitalojen korkeampaa E-lukua hirsirakentamisen vähäisellä koko elinkaaren aikaisella ympäristökuormituksella. Tavoitteena on samalla turvata hirsirakentamisen jatkuvuus Suomessa (Ympäristöministeriö: Energiapaketti 2012, Taustamuistio , kohta 5 Energiatehokkuuden vaatimukset). Vuonna 2012 voimaan tulleissa energiatehokkuusmääräyksissä tarkastellaan rakennuksen kokonaisenergiankulutusta. Tarkastelussa huomioidaan kulutusta vähentävänä uusiutuvat omavaraisenergiat, kuten auringonsäteily ikkunoiden läpi ja ihmisten tuottama lämpö. Jäljelle jäävä ulkopuolelta hankittava ostoenergia on merkitsevä energiankulutusta laskettaessa. Kuva 3. Eri maiden % -osuudet hirsitaloteollisuuden viennistä viiden viimeisen vuoden aikana. (Tullitilastot 2012) Vuoden 2012 määräyksissä otetaan huomioon myös ulkopuolelta hankittavan energian ekologisuus. E-luvun laskennassa käytetään eri energiamuodoille kertoimia, jonka suuruus kuvaa fossiilisten polttoaineiden kulutusta energian tuotannossa. Kertoimet eivät kuitenkaan suoraan vastaa energiantuotannon primäärienergiakertoimia, vaan ne ovat poliittisen päätöksenteon tuotteita ja niillä on tarkoitus ohjata asukkaita valitsemaan ympäristöystävällisiä energiamuotoja talojensa lämmittämiseen. 12

13 Hirsitaloteollisuuden kannalta Suomessa tehdyt ratkaisut ovat onnistuneita. Ne ottavat paremmin huomioon talon koko elinkaaren ympäristövaikutukset, kuin jos määräyksissä olisi pitäydytty puhtaasti kiinteisiin seinän maksimi U-arvoihin perustuvissa ratkaisuissa. Näin ei kuitenkaan ole kaikkialla Euroopassa. Esimerkiksi Itävallassa ja joissakin Sveitsin kantoneissa kiinteät maksimi U-arvot ovat voimassa, eikä hirsitalojen rakentaminen ilman seinän lisäeristyksiä ole siellä mahdollista. EU:n asettama tavoite lähes nollaenergiatasosta vuoden 2020 loppuun mennessä tuo tullessaan taas uudet haasteet hirsitalotehtaille. Ilman lisäeristystä hirsiseinän U-arvoa ei käytännössä ole mahdollista saada järkevillä seinäpaksuuksilla alle 0,40 W/(m2K), joka vastaa noin 270 mm:n vahvuista hirsiseinää. Seinän heikompaa eristyskykyä ei ole myöskään mahdollista kompensoida muiden rakenteiden eristystä parantamalla nollaenergiataloissa. Jos hirsitaloja halutaan rakentaa myös tulevaisuudessa, tulee niiden hyväksymisen perustua muihin ominaisuuksiin. Ympäristöministeriön mukaan myös materiaalien valmistuksen ympäristövaikutukset tullaan ottamaan tarkasteluun vuoden 2017 energiatehokkuusmääräysten uudistuksessa. Materiaalivalmistuksen energiatehokkuuden tuleminen mukaan tarkasteluun on hirsirakennusten kannalta positiivinen asia. Jos se sisällytetään E-luvun laskentaan kertoimilla, kuten lämmitykseen käytettävän energian laskennassa on tehty vuoden 2012 määräyksissä, tulee eri materiaaleille valittavien kertoimien perustua tutkittuihin tosiasioihin tuotteen valmistuksen aiheuttamista ympäristövaikutuksista ja energiankulutuksesta. Tällä hankkeella on lisätty tietoa hirsitalojen valmistuksen ja rakentamisen aiheuttamista kasvihuonekaasupäästöistä, energiankulutuksesta ja hirsitalojen muodostamasta hiilinielusta. Mahdollisuus rakentaa hirsitaloja tulevaisuudessa tulee perustumaan hirren valmistuksen ekologisuuteen ja hirsitalojen muodostamaan hiilinieluun. Hirsitalojen kannalta parasta olisi, jos rakennusten koko elinkaari otettaisiin huomioon. Tällöin myös elinkaaren lopussa tapahtuva purkaminen ja jätteiden käsittely tulisi huomioitua. Direktiivin 2010/31 määrittelemä lähes nollaenergiarakennus ei tarkoita sitä, ettei rakennuksen lämmittämiseen saa käyttää yhtään ulkopuolista energiaa. Direktiivi puhuu lähes olemattomasta tai erittäin vähäisestä energiankulutuksesta. Jää kansallisten päättäjien harkintaan miten asia tulkitaan. Kuva 4. Teollisen hirren liikevaihto miljoonaa euroa (RTS Rakennustutkimus 2012) 13

14 1.2 Hirsitaloteollisuuden vahvuudet Hirsirakentamisella on Suomessa ja myös muualla Pohjoisen havumetsävyöhykkeen alueella pitkät perinteet. Vanhimmat Suomalaiset hirsilöydökset ajoittuvat vuosille jkr. Eurooppalaisen hirsirakentamisen arvellaan olevan alkujaan lähtöisin Italiasta ja Alpeilta. Euroopan vanhimmat hirsiset rakenteet ovat ajalta 1500 ekr. italialaisissa linnoituksissa. Tiettävästi Suomen vanhin säilynyt hirsirakennus on Pyhän Henrikin saarnahuone Kokemäellä. Nurkkaliitosten tekeminen lamasalvostekniikalla tuli Suomeen Baltian kautta yli 1000 vuotta sitten. Seuraava edistysaskel oli varausten tekeminen hirsien väliseen saumaan 1100-luvun paikkeilla. Hirsityössä tarvittavia työkaluja kulkeutui Euroopasta kauppiaiden mukana Suomeen jo hyvin varhain. Puun käsittelyyn tottuneina suomalaiset omaksuivat nopeasti uudet rakentamistavat ja työkalut (Jari Heikkilä 2001). Hirsi oli vallitseva ja lähes ainoa rakennusmateriaali kaupungeissa 1800-luvun jälkipuoliskolle saakka. Vuosisadan lopulla suurimpien kaupunkien keskustoihin alettiin rakentaa useampikerroksisia kivitaloja, mutta hirsi säilytti asemansa pienemmissä kaupungeissa ja maaseudulla ensimmäiseen maailmansotaan saakka. Levypohjaisten rakennusmateriaalien kehityksen myötä rankarakenteiset talot syrjäyttivät hirsitalon 1930 luvulla. Toisen maailmansodan jälkeen hirsirakennukset yleistyivät jälleenrakennuskauden aikana. Hirsien teollinen valmistus alkoi 1950 luvun alkupuolella. Aluksi tehtiin pääasiassa kesämökkejä ja saunoja. Vähitellen teollinen valmistus syrjäytti käsinveiston niin, että tänään teollisen valmistuksen osuus on jo yli 70% kaikista hirsirakennuksista. Hirsitalojen valmistustekniikka ja itse tuote; hirsirakennus, kehittyivät nopeasti. Aluksi hirsitalojen valmistajat panostivat tuotantotekniikan kehittämiseen. Teollinen pyöröhirsi mahdollistui 1960-luvun puolessa välissä Lieksassa kehitetyn sorvin myötä. Hirsitaloteollisuus omaksui nopeasti tietotekniikan kehittymisen myötä uuden tuotantotekniikan, jossa hirsien työstöt tehdään suoraan CAD suunnitelmista saatavan datan avulla. Uusimmissa tehtaissa tuotanto on automatisoitu ja puutavaran käyttö optimoitu jo tukkien sahauksesta alkaen. Tämän vuosituhannen alussa hirsitaloteollisuuden huoli näkyvissä olevista rakentamismääräysten muutoksista ja rakennusten energiatehokkuusvaatimusten kiristämisestä käynnisti tuotteeseen kohdistuvan kehitys- ja tutkimustyön. Hirsiseinän tiiviyttä parantavia ratkaisuja haettiin salvosten ja varausten muotoa tutkimalla ja kehittämällä. Uusia tiivistysmateriaaleja testattiin. Kehitys tuotti myös tuloksia, ja tänä päivänä hirsiseinien ilmatiiviys ei olennaisesti poikkea höyrynsulkumuovilla varustetun runkorakenteisen seinän tiiviydestä. Tuotteen kehittämisen lisäksi hirsitaloteollisuus käynnisti muita hirren ominaisuuksia koskevia tutkimuksia. Vuosituhannen vaihteessa selvitettiin hirsiseinän palonkesto- ja ääneneristysominaisuuksia. Tampereen tekninen yliopisto tutki massiivisen hirsiseinän lämmönvarauskykyä ja sen vaikutusta seinän lämmöneristyskykyyn. Tutkittiin hirren valmistuksen ekologiaa elinkaarianalyysien avulla ja tehtiin laskelmia hirsiseinien hiilinielusta. Näillä tutkimuksilla on ollut suuri merkitys vuoden 2010 normiuudistuksessa, jolloin hirsiseinille saatiin omat vertailuluvut rakennuksen lämpöenergiankulutusta laskettaessa. Vuoden 2012 normiuudistusta varten tutkimuksia jatkettiin. Myös tämän projektin yhteydessä tehtyjä selvityksiä on jo käytetty vuoden 2012 normiuudistuksen yhteydessä. Yksi merkittävä piirre hirsien tuotannossa on sen sivutuotteena syntyvä energiajäte. Vaikka suuri osa tuotannossa syntyvästä hukkapuusta toimitetaan hakkeena paperiteollisuuden raaka-aineeksi, jää silti vielä paljon työstöjätteitä, kuorta ja sahanpurua energiakäyttöön. Kuva 5 esittää hirren valmistuksen tyypillistä puuraakaainevirtaa. Hirren tuotannossa sivutuotteena syntyvän energiapuun sisältämä energiamäärä ylittää koko tuotantoprosessissa käytetyn energian kulutuksen. 14

15 Hirren tuotannossa puutavaran kuivaaminen näyttelee suurinta osaa energian kulutuksessa (66%). Tutkitun tehtaan tuotannossa kuivaamoiden lämpöenergia tuli paikkakunnan kaukolämpökeskuksesta, jossa polttoaineena käytettiin hirsitalotehtaan sivutuotteena syntynyttä energiapuuta (Matti Alasaarela 2008). Hirsitalo sisältää paljon puuta. Tässä hankkeessa tarkastellussa 140 m2 hirsitalossa on käytetty puuta ja puuperäisiä materiaaleja yhteensä 34 tn. Tunnetuista rakennusmateriaaleista puu on ylivoimaisesti ekologisin. Puu on puhdas luonnontuote ja se on hoidetuista talousmetsistä hankittuna sataprosenttisesti uusiutuva luonnonvara. Hirsikorttelihankkeessa rakennettujen hirsitalojen valmistaja käyttää tuotannossaan vain PEFC sertifioiduista metsistä hankittua puutavaraa. Tämä varmistaa, että rakentamiseen on käytetty kestävän kehityksen periaatteilla hoidetuista talousmetsistä. jällä perustellaan puurakentamisen lisäämistä ympäristö- ja energiasyillä. Syynä puunkäytön lisäämiseen on halu vähentää rakentamisesta aiheutuvia kasvihuonekaasupäästöjä ja uusiutumattomien materiaalien ja energian kulutusta. Vaatimukset puun käytön lisäämisestä rakentamisessa ovat kasvamassa eri puolilla Eurooppaa. Suomessa valtakunnallisen Metsäalan strategisen ohjelman (MSO) tavoitteena on mm. puurakentamisen ja puutuoteratkaisujen lisääminen sekä puurakentamisen edistäminen EU:ssa. Ruotsissa hallitus käynnisti jo vuonna 2005 puurakentamisohjelman ja perusti puurakentamisen edistämisen viraston Träbyggnadskanslin. Ranskassa puun käyttöä pyritään lisäämään lainsäädännön avulla. Myös Venä- Kuva 5. Mäntytukin käyttöjakeet hirsitalotehtaalla (Alasaarela 2008) 15

16 2. Hirsikorttelihankkeen tavoitteet 2.1 Ekologiset tavoitteet Hankkeen päätavoite on lisätä luotettavaa tietoa hirsitalon valmistuksen ja rakentamisen ekologiasta. Vain käytönaikaiseen energiatehokkuuden parantamiseen keskittynyt normiuudistus on johtanut siihen, että massiivipuisten rakennusten asema erityyppisten rakennusten joukossa on vaarantunut. Kuitenkin yleisesti hyväksytään, että puu on ekologisin tunnettu rakennusmateriaali. Koko elinkaarta tarkasteltaessa käytön aikaisen energiankulutuksen pienentyessä, korostuu rakentamisen ja rakennustarvikkeiden valmistamisen osuus. Tämä koskee erityisesti kasvihuonekaasupäästöjä. Vuoden 2012 energiatehokkuusmääräysten mukaan valmistetuissa taloissa lähes puolet kasvihuonekaasupäästöistä syntyy jo rakentamisen yhteydessä (Kuva 6). Nykyiset matalaenergia- ja passiivitalomääritelmät ovat siinä mielessä vajaita, että ne eivät huomioi koko elinkaaren aikaista energiankulutusta. Tilanne johtaa siihen, että talon rakentaminen voi kuluttaa resursseja ja tuottaa päästöjä enemmän kuin syntyy seuraavien 50 vuoden lämmityksestä ja ylläpidosta. Suomalainen määrittely passiivitalosta perustuu lämmitysenergiantarpeeseen kwh/(m2a), kokonaisprimäärienergiantarpeeseen kwh/(m2a), ja tiiviyteen 1/h. Määrittelyn mukainen kokonaisenergiantarve 140 kwh/(m2a) näyttäisi aivan toiselta, jos siihen sisällytettäisiin rakentamisen ja rakennuksen purkamisen osuus. Tämän hankkeen tulosten perusteella voidaan luoda matalaenergia- ja passiivitaloille uudet määritelmät. Hirsirakennuksen koko elinkaaren aikaisen ympäristöprofiilin määrittämistä varten tarvitaan kattavat tiedot päästöistä ja energiankulutuksesta rakennuksen koko elinkaarelta, alkaen raaka-aineiden tuotannosta aina rakennuksen purkamiseen ja jätteiden hävittämiseen saakka. Hankkeen ekologisena tavoitteena on selvittää hirsitalon rakentamisen ympäristövaikutukset: rakennusmateriaalien valmistuksesta, sisältäen raaka-aineiden hankinnan kuljetuksista työmaalle ja työstä joka tehdään rakennuspaikalla rakennuksen käytöstä ja huolloista rakennuksen purkamisesta elinkaaren lopussa ja purkujätteiden kierrätyksestä ja käsittelystä Kuva 6. Rakennustarvikkeiden tuottamisen ja rakentamisen osuus elinkaaren aikaisesta energiankulutuksesta 16

17 2.2 Matkailulliset tavoitteet Tämän hankkeen lopputuloksena syntynyt hirsitalokortteli rakennetaan matkailukohteeksi, jossa alueella kävijät voivat tutustua suomalaiseen perinnerakentamiseen ja tutkittuun tietoon perustuvaan energiataloudelliseen yhdyskuntasuunnitteluun ja hirsirakentamiseen. Valmistuttuaan alue liittyy Pudasjärvellä oleviin muihin hirsirakennuskohteisiin. 2.3 Tutkimusaineiston keräämista voitteet Hankkeen tavoitteena on myös tallentaa asumisenaikaisia energiankulutustietoja kolmen vuoden ajalta. Tiedot tallentuvat puolen tunnin välein yhdessä ulkoilman lämpötilan, kosteuspitoisuuden ja tuuliolosuhteiden mukaan. Tästä tallennetusta trendidatasta on myöhemmin mahdollista tutkia esimerkiksi tuulen vaikutusta lämmitysenergiankulutukseen. Siitä voidaan tutkia myös hirsiseinän sisä- ja ulkopinnan lämpötilan muutoksia suhteessa ulkoilman lämpötilaan. Tarkoituksena on myös selvittää missä määrin todellinen energiankulutus poikkeaa teoreettisesti lasketusta kulutuksesta. Hirsiseinän lisäksi lämpötila- ja kosteustietoja kerätään ala- ja yläpohjarakenteista. Näiden tietojen avulla voidaan selvittää esimerkisi maanvaraisen alapohjan kosteuspitoisuuden vaihteluja vuodenaikojen ja lämpötilojen mukaan. Tavoitteena on myös kerätä tietoja motivoivan kotiautomaation vaikutuksesta energiankulutukseen. Osa asunnoista varustetaan motivoivalla kotiautomaatiolla. Vertaamalla pidemmän aikavälin energiankulutusta näiden asuntojen osalta niihin, joissa ei kotiaumaatiota ole, voidaan saada selville kotiautomaation merkitys. 2.4 Tavoitteet hirsitalotoimialan kannalta Hirsitalotehtaat ovat eläneet viimeiset kymmenen vuotta suuressa epävarmuudessa tulevaisuuden suhteen. Kansainväliset paineet kasvihuonekaasupäästöjen vähentämisestä ovat kohdistuneet voimakkaasti juuri rakennussektoriin. Vuonna 2008 alkanut energiatehokkuusmääräysten kiristäminen ja silloisen ympäristöministeriön asettama aikataulu aiheuttivat levottomuutta hirsitalojen valmistajien keskuudessa. Uhka hirsitalotehtaiden tulevaisuudesta oli todellinen. Hirsitalovalmistajat ymmärsivät silloin, että paras keino puolustautua, on vedota hirsitalon ekologisuuteen. Hirsitaloteollisuus Ry käynnisti vuonna 2008 tutkimuksia hirren valmistuksen ympäristövaikutuksista. Tässä hankkeessa syvennetään hirsitaloja koskevaa tutkimustietoa, ja testataan sitä käytännössä. Vuoden 2012 määräyksissä siirrytään kokonaisenergiatarkasteluun. Tällöin yksittäisten rakenneosien lämmönläpäisykyvyn merkitys vähenee. Hirsitalojen kannalta uudistus on hyvä, taloja ei voi blokata ulos seinän U-arvon perusteella. Lisäksi 2012 määräyksissä hirsitaloille on annettu omat, muita taloja korkeammat E- lukuarvot, hirsitalovalmistuksen ekologisuuteen vedoten. Näiden arvojen määrittelyssä on jo käytetty tämän hankkeen yhteydessä hankittua tietoa hirsitalovalmistuksen ympäristövaikutuksista. Hankkeen tulokset tarjoavat objektiivista tietoa hirsitalojen ekologisuudesta tulevia normiuudistuksia varten. Hirsitaloteollisuus tulee käyttämään näitä tietoja ympäristöministeriön kanssa käytävissä neuvotteluissa, kun energiatehokkuusmääräyksiä muutetaan siten, että myös materiaalitehokkuus otetaan mukaan tarkasteluun. Hanke on herättänyt kiinnostusta myös Suomen rajojen ulkopuolella. Keskieurooppalaiset hirsitalovalmistajat elävät samanlaisessa epävarmuudessa tulevaisuuden suhteen, kuin Suomessa elettiin Huoli alan tulevaisuudesta, johtuen energiatehokkuusmääräysten kiristymisestä, on myös siellä voimakasta. Tällä hetkellä yhteistyöneuvottelut Saksan hirsitaloteollisuuden kanssa ovat käynnissä. Suomalaiset hirsitaloja EU-alueelle vievät tehtaat ovat halukkaita käynnistämään yhteistyön, koska on myös suomalaisten etu, että hirsitalojen rakentamista ei määräyksillä estetä Euroopassa. 17

18 3. Toimintasuunnitelma Hankkeen ekologisten tavoitteiden toteuttamista varten tehtiin suunnitelma vuoden 2009 aikana. Kohdealuetta varten laadittiin aluesuunnitelma arkkitehtiopiskelijoille järjestetyn kilpailun voittajan ehdotuksen pohjalta. Aluesuunnitelman laativat Arkkitehtiopiskelijat Emma Johansson ja Kristian Järvi, professori Jouni Koiso-Kanttilan ohjauksessa. Alueen kaavan laati Kimmo-kaava Oy, Kuusamosta. Hankkeen kotisivuilla jaettiin tietoa hankkeesta. Karhukunnaan aluetta esiteltiin kotisivuilla kiinnostuneille tontin ostajille. Kotisivuilta on myös ladattavissa alueen rakentamistapaohjeet ja muut hankkeeseen liittyvät paperit. Rakentajien motivointia varten kotisivuille tehtiin helppokäyttöinen ekolaskuri, jolla rakentaja voi testata omien materiaalivalintojen vaikutusta talon hiilijalanjälkeen (kuva 7). Rakentamisen aikaisen energiankulutuksen määrittämistä varten rakentajille laadittiin ohjeet. Tonttien ostajille laadittiin suunnitteluohjeet täydentämään rakentamistapaohjeita. Suunnitelmien ennakkotarkastusta varten valittiin laaturyhmä, jonka jäseninä ovat: Rakennustarkastaja Eero Takala Kaupunginjohtaja Kaarina Daavittila Kehittämisjohtaja Mikko Kälkäjä Tekninen johtaja Ritva Kinnula Maankäyttöinsiööri Markku Mattinen Arkkitehti Matti Alasaarela Kuva 7. Karhukunnaan ekolaskuri Alueelle laadittiin myös rakentamistapaohjeet. Ohjeissa edellytetään alueen kaikkien talojen pääsialliseksi runkorakenteeksi hirttä. Ohjeissa määritellään taloille energiatehokkuusvaatimukset, jotka perustuvat matalaenergia- ja passiivitalomääritelmiin. Niissä kuitenkin huomioitiin hirren valmistuksen elinkaarianalyyseihin perustuvilla kertoimilla myös valmistuksen aikainen energiankulutus ja valmistuksen sivutuotteena syntynyt bioenergia. Ohjeissa on suosituksia ekologisiin rakenneratkaisuihin ja materiaalivalintoihin. 18

19 Lisäksi päätettiin, että ryhmän kokouksiin voidaan tarvittaessa ottaa mukaan ulkopuolisia asiantuntijoita. Ryhmä on kokoontunut hankkeen aikana neljä kertaa. Karhukunnaan kotisivut avattiin vuonna Kaava ja alueen rakentamistapaohjeet vahvistettiin keväällä Tonttien myynti käynnistyi kevään 2009 aikana Karhukunnaan kotisivuilla ja Kalevassa julkaistulla ilmoituksella. Kaupunki kilpailutti alueen kunnallistekniset työt kevään 2010 aikana ja ne valmistuivat syyskuussa Ensimmäisen talon rakentaminen käynnistyi maaliskuussa Rakennus on kaksikerroksinen toimistorakennus ja sen käyttäjänä on Metsähallituksen Pudasjärven osasto. Rakennus valmistui syyskuun 2011 aikana. Rakennusliike Sonell Oy käynnisti kolmen paritalon rakentamisen marraskuussa 2011 ja ne valmistuivat maaliskuun 2012 aikana. Taloihin tuli 5 kpl 60 m2 kaksioita ja yksi 80 m2 kolmio. Nämä kolme taloa valittiin hankkeen asumisen aikaisen energiankulutuksen seurantakohteiksi. Toukokuun 2012 aikana käynnistyi toisen toimistotalon rakentaminen Karhukunnaan alueelle. Tähän rakennukseen sijoittuu useita metsäalan yrityksiä ja siinä on myös joitakin pieniä asuntoja. Rakennus valmistuu marraskuun 2012 aikana. Koska alueen rakentaminen ei käynnistynyt suunnitellussa ajassa, haettiin projektille jatkoaikaa. Rahoittaja hyväksyi projektin jatkamisen saakka joulukuussa Kaikkien alueelle hankkeen aikana rakennettujen talojen materiaalien valmistuksen ja rakennustyön luonnonvarojen ja energiankulutus, sekä kasvihuonekaasupäästöt laskettiin. Samoin rakennuksiin sitoutuneen hiilen määrä. Kolmesta koekohteiksi valituista talosta kerätään kolmen vuoden ajan trendidataa, joka tallennetaan Pudasjärven kaupungin tietoverkkoon. Kerättyyn dataan sisältyy tutkimustalojen lämmitysenergian kulutus, sisälämpötila ja kosteus, ulkoilman lämpötila ja kosteus, tuulen voimakkuus ja suunta. Lisäksi tallennetaan rakenteiden lämpötiloja ja kosteuksia yläpohjasta, alapohjasta ja ulkoseinistä. Koska mittaus tapahtuu puolen tunnin välein, on kertyvän datan määrä suuri. Tulokset ovat suoraan siirrettävissä exceltaulukkoon, joten niiden käsitteleminen on kuitenkin helppoa. Kolmeen tutkimushuoneistoon on asennettu motivoiva kotiautomaatio. Tämä järjestelmä näyttää asukkaalle havainnollisesti senhetkisen energiankulutuksen verrattuna optimaaliseen kulutukseen. Tarkoituksena on tutkia minkä verran motivoivan kotiautomaation avulla voidaan vaikuttaa asunnon energiankulutukseen. Projektipalavereita pidettiin keskimäärin kahden kuukauden välein. Projektiryhmä kokoontui 20 kertaa. Palavereihin osallistui keskimäärin kolme henkilöä. 3.1 Tiedottaminen Hankkeesta on kerrottu aktiivisesti tiedotusvälineille. Ensimmäinen tiedotustilaisuus pidettiin Oulussa ja toinen Pudasjärvellä. Hankkeesta on jaettu kolme lehdistötiedotetta, , ja Hanke on ollut Pohjois-Suomen TV-uutisissa toukokuussa 2010 ja heinäkuussa Kaleva on julkaissut tietoja hankkeesta useaan otteeseen, samoin paikallislehdet Talvisyöte, Valtatie 24 ja Iijokiseutu. Pudasjärvi lehti esitteli hanketta Maaseudun tulevaisuus on esitellyt hanketta kahdessa artikkelissa, 9.5 ja Tekniikan rakennusmaailma esitteli hanketta laajasti numerossaan 7/10. Hanke esiteltiin myös Uutispuurossa Hanke on esitelty myös useissa seminaareissa, mm Ely-keskuksen hankekavalkaadissa Oulussa, Pohjois-Pohjanmaan ilmastostrategian loppuseminaarissa Oulussa ja Puupäivillä Helsingissä. Useita kotimaisia ja ulkomaisia delegaatioita on käynyt paikanpäällä tutustumassa hankkeeseen. Hanke oli ehdokkaana Pohjois-Suomen Paras Rakennusteko palkittavaksi Kimmo Kuismasen Ekologinen puurakentaminen näyttely on esitellyt hanketta useissa Euroopan maissa, Chilessä ja Japanissa. 19

20 4. Hirsikorttelihankkeen kohdealue, Karhukunnas Alue sijaitsee Iijoen pohjoisrannalla Pudasjärven keskustaajamassa. Alueen länsipuolella kulkee valtatie 20 Oulu-Kuusamo. Pohjoispuolella alue rajautuu Rahtimiehentiehen. Alueen koko on vajaa 3 hehtaaria. Osayleiskaavoituksen yhteydessä alueelle on tehty luontoarvojen selvitys, jota on täydennetty vuonna Alueen puusto on koivuvaltaista. Itäosassa joen rannassa kasvaa myös havupuita. Joen ja alueen välissä kulkee tulvapenger. Matkailullisesti Karhukunnas sijaitsee näkyvällä paikalla valtatie 20 ja Iijoen kainalossa. Iijoen ylittävältä sillalta avautuu suora näkymä alueelle. Sillan ylittää vuorokaudessa 7800 ajoneuvoa (Liikennevirasto 2010). Eteläpuolella virtaava joki ja uoman keskellä oleva Honkasaari tuovat oman viehätyksensä Karhukunnaan alueelle. Kuva 8. Hirsikorttelihanketta varten kaavoitettu alue on kuvassa merkitty punaisella viivarasterilla. 20

21 4.1 Aluesuunnitelma Kaavoitusta varten kilpailun voittaneiden töiden pohjalta käynnistettiin aluesuunnitelman laadinta syksyllä Suunnitelmassa yhdistettiin kilpailun kaksi parasta ehdotusta. Kilpailun voittajat Emma Johansson ja Kristian Järvi laativat aluesuunnitelman yhdessä prof. Jouni Koiso-Kanttilan ohjauksessa. Suunnitelman tueksi Emma Johansson laati opinnäytetyönä tutkielman alueen pienilmaston huomioimisesta suunnitelmassa. Suunnitelmassa on hyödynnetty myös Kristian Järven tutkielmaa alueen energiaomavaraisuudesta ja käytettävissä olevista energiamuodoista. Kolmas kilpailuun osallistunut Jukka Rajala tutki auringon passiivienergian hyötykäyttöä. Ote aluesuunnitelmasta: Suunnitteluperiaatteet Alue koostuu kuudesta pienestä korttelista joiden lähtökohtana on moderni tulkinta perinteisestä suomalaisesta pihapiiristä. Rakennukset sijoittuvat kortteleiden reunoille mahdollistaen väljät sisäpihat ja tiiviit tiealueet. Hallitulla ja tiiviillä rakentamisella säilytetään asumisviihtyvyyttä lisäävää ja pienilmaston kannalta vaadittavaa määrää puustoa kortteleiden välissä sekä kortteleiden piha-alueilla. Suunnittelun pääperiaate oli tehdä paikkakunnalle sopiva, mutta omaleimainen moderni keskustan läheisyyteen sijoittuva aktiivinen asuinalue. Liikenteellinen pääperiaate on yksisuuntainen alueen läpi kulkeva polveileva pihakatu josta erkanee sormimaisia luontoon päättyviä kujia. Liikenneverkko mahdollistaa väljän ja helpon kulkuyhteyden rantaan muillekin kuin alueen asukkaille. Katutila noudattelee perinteisen puukaupungin henkeä: katutila on rajattua, tiivistä ja hallittua. Rakennusten sijoittelu rytmittää katutilaa muodostaen vuorottelevia rajaavia seinustoja toisella puolen katua aukeavalle pitkälle näkymälle. Varsinainen kivituhkapäällysteinen ajorata on kapea 4,5m tai 5,5m. Ajoradan toiselle puolelle muodostuu 1,3m levyinen kulkuväylänä toimiva nurmikivinen suojakaista ja toisella puolella on joko istutettua vihervyöhykettä, nurmikivipäällysteistä vieraspaikoitusaluetta tai säilytettävää luonnontilaista metsäaluetta. Korttelit on muotoiltu niin, että niiden kulmissa sijaitsevat asuinrakennukset toimivat loivasti mutkittelevan tien päätenäkyminä. Alueen rakennukset ovat yksinkertaisia ja perinteistä suomalaista hirsiperinnettä noudattelevia. Rakennusten julkisivupinnat muodostavat selkeän kontrastin; ulkopuolet muodostavat suojaavan ja ryhdikkään selkäpuolen ja sisäpihat puolestaan vaalean ja pienmittakaavaisen pihaympäristön. Yksityisyyden ja alueella vallitsevan kylmäilma-altaan takia rakennusten oleskelupihoja on nostettu 75cm ylemmäksi verrattuna katutasoon. Näin piha-alueet muodostuvat muuta ympäristöä lämpimimmiksi ja yksityisemmiksi. Pihojen tukimuurit rakennetaan hirsirakenteisena, ja niihin yhdistyvät pihoille johtavat portaat, portit ja puuvajat. Hirsirakenteissa näytetään paikkakunnan hirsiosaamista ja hirren monipuolista ja rikasta käyttöä. Tärkeänä lähtökohtana oli säilyttää olemassa olevaa metsää suojana alueen reunoilla sekä rannassa. Kortteleiden keskellä metsää säilytetään mahdollisuuksien mukaan tilaa rajaavina luonnonelementteinä ja asumisviihtyisyyttä lisäävinä tekijöinä. Kaavassa esitetään metsäsaarekkeet osana tonttialaa luonnontilaisena alueena, jonne ei saa rakentaa. (lainaus rakentamistapaohjeista) 21

22 4.2 Asemakaava Alueen uuden kaavan laati Kimmo Mustonen /KimmoKaava Tmi Kuusamosta. Pudasjärven kaupunginvaltuusto vahvisti asemakaavamuutoksen Aluesuunnitelman mukaisesti alue on jaettu kuuteen pienkortteliin, jotka pareittain muodostavat kolme varsinaista korttelia. Kussakin pienkorttelissa on kolme tonttia, joten yhteensä alueella on 18 tonttia. Tonttien koot vaihtelevat välillä m2, keskikoon ollessa reilu 800 m2. Kaavassa rakennusoikeus on määritetty pienkorttelikohtaisesti, vaihdellen rannanpuoleisten tonttien 700 m2:sta pohjoispuolen 1200 m2:iin. Tonttitehokkuus vaihtelee 0,30 0,45 välillä. Korttelin 99 ja korttelin 98 pohjoisosa on kaavoitettu asuinkerrostaloille, rivitaloille tai kytketyille pientaloille. Kortteli 100 ja korttelin 98 eteläosa on varattu asuinpientaloille. Kaava sallii liike- ja toimistotilojen rakentamisen 10% kerrosalasta. Kaikkien rakennusten pääasialliseksi runkomateriaaliksi on määrätty hirsi. Kulku alueelle tapahtuu pohjoisen suunnasta, Rahtimiehentieltä. Aluesuunnitelman mukaisesti kulku tonteille tapahtuu alueen keskellä kiertävältä pihakadulta, josta erkanee sormimaisia tonteille ja rantaan meneviä kujia. Alueen asemakaava on seuraavalla sivulla. Kuva 9. Aluesuunnitelma (Emma Johansson ja Kristian Järvi) 22

23 Kuva 10. Karhukunnaan alueen kaava (Kimmokaava Ky) 23

24 4.3 Rakentamistapaohjeet Ohjeiden tarkoituksena on luoda rakentajille mielikuva alueesta, jonka osa heidän talonsa tulee olemaan, sekä kertoa millä tavoin rakentaja voi itse vaikuttaa hyvän asuinympäristön muodostamiseen. Samalla se auttaa alueen rakentajia sekä helpottaa yhtenäisen ilmeen rakentumista mm. esitetyillä suunnitteluesimerkeillä. Rakentamistapaohjeet täydentävät asemakaavassa olevia määräyksiä ja merkintöjä siten, että alueesta muodostuu omaleimainen kokonaisuus, joka saa huomiota tutkimuksellisuutensa, ekologisuutensa sekä laadukkaan arkkitehtuurinsa ansiosta. Koska alue sijaitsee keskustan tuntumassa, on perusteltua rakentaa tiiviisti. Arvokas jokimaisema säilyy paikkakuntalaisten yhteisessä virkistyskäytössä, samalla selkeästi rajatuilla kompakteilla pihapiireillä säästetään nykyistä luontoa mahdollisimman paljon. Metsä ja luonto tulevat lähelle asukasta säilytettyjen luontosaarekkeiden avulla, jotka toimivat valaistuina luonnon omina taideteoksina muuntuen asukkaiden pihoiksi. laadulla. Ammattitaitoisella suunnittelulla varmistetaan energiatehokkuuspäämäärän toteutuminen myös kustannuksia säästäen. Alueella suositaan aitojen luonnonmateriaalien käyttöä. Puun käyttäminen pääasiallisena rakennusmateriaalina tukee paikallista teollisuutta ja kotimaisuutta. Lämmin ja hillitty väritys korostaa puun luonnetta ja liittää rakennukset toisiinsa Rakentamistapaohjeet neuvovat rakentajia energiatehokkaisiin ratkaisuihin ja ympäristöystävällisiin materiaalivalintoihin. Rakentamistapaohjeet ovat ensisijaisesti suunnittelijan työkalu. Velvoittavien ohjeiden lisäksi on esitetty suositeltavia materiaaleja ja rakentamistapoja. Erityisen suuri merkitys rakennushankkeen onnistumiselle on suunnittelun Kuva 11. Esimerkki rakentamistapaohjeiden korttelikohtaisesta ohjeesta. (Emma Johansson ja Kristian Järvi) 24

25 5. Yhdyskuntarakenteen vaikutus rakennuksen ekotehokkuuteen 5.1 Yhdyskuntarakenteen tiiviys Lähes puolet ihmisen aiheuttamista kasvihuonekaasupäästöistä syntyy yhdyskuntien toiminnasta. Rakentamisen jälkeen yhdyskunnissa toiseksi eniten energiaa kuluu ja päästöjä syntyy liikenteestä. Henkilöliikenne tuotti v ,9 tn/asukas kasvihuonekaasupäästöjä (Pekka Lahti ja Paavo Moilanen 2005). Liikenteen määrään voidaan tehokkaasti vaikuttaa kaavoituksen avulla. Liikenteen vähentymisen lisäksi tiiviistyvä yhdyskuntarakenne voimistaa muiden kasvihuonekaasuja vähentävien toimenpiteiden vaikutusta. Yhdyskuntarakenteen vaikutus kasvihuonekaasupäästöihin on mekanismeiltaan monimutkainen ja jatkuvasti muuttuva. Vaikuttavia tekijöitä on lukuisia, muun muassa asuntojen ja työpaikkojen sijoittuminen, rakennustapavalinnat, talotyypit, joukkoliikennejärjestelyt jne. Yhdyskuntarakenteen ja kasvihuonekaasujen keskinäisiä vaikutuksia on kuvattu pelkistettyinä laskentamalleina mm. julkaisussa Suomen Ympäristö 12/2010 Yhdyskuntarakenteen muutoksen ohjaamisella on mahdollista vähentää kasvihuonekaasupäästöjä. Yhdyskuntarakenteen muutokset vaikuttavat koko yhteiskuntaan monella tavalla ja useiden vuosikymmenien, jopa vuosisatojen ajan. Yhdyskuntarakennetta ohjaavat toimenpiteet on näistä syistä tehtävä ajoissa. Suomen kansainvälisesti verrattuna hyvin hajanaista yhdyskuntarakennetta on syytä tiivistää ja alueellista laajenemista rajoittaa. Näin voidaan välttyä tarpeettoman laajoilta ja vajaakäyttöisiksi jääviltä perusrakenteilta sekä lyhentää työ- ja asiointimatkojen sekä muun liikenteen etäisyyksiä. Tiivistyvällä ja keskittyvällä yhdyskuntarakenteella voidaan voimistaa kasvihuonekaasupäästöjen vähentämistoimien vaikuttavuutta ja toisaalta estää se, etteivät muilla toimenpiteillä aikaan saadut hyvät tulokset valu hukkaan. Jatkuvasti hajautuva yhdyskuntarakenne voi heikentää muiden toimenpiteiden vaikutuksia jopa 30 % ja tiivistyvällä rakenteella voidaan niitä vastaavasti voimistaa jopa 20 %. (Pekka Lahti ja Paavo Moilanen 2005). Kaavoituksella ja energiantuotantotavan valinnalla voidaan vaikuttaa jopa 40% yhdyskunnan kasvihuonekaasupäästöjen määrään (Sitra 2012). Harvaan asuttuna maana Suomen yhdyskuntarakenne on varsin hajanainen. Muihin Pohjoismaihin verrattuna suomalaisten yhdyskuntien tiiveys on vain kolmasosa ja Keski-Euroopan maissa yhdyskunnat ovat vielä paljon tiiviimpiä. Karhukunnaan alueen kaava on tiivis, ja poikkeaa siinä suhteessa Pudasjärven muiden alueiden kaavasta. Tiiveydellä on parannettu alueen mikroilmastoa ja ekotehokkuutta. Nykypäivän ilmastolliset haasteet johtavat väistämättä tiiviiseen asuinrakentamiseen, jos halutaan rakentaa ekologisesti ja luontoa säästäen. Tiiveyden pitää kuitenkin olla positiivinen ja aluetta rikastava tekijä, esim. lisäten alueen yhteisöllisyyttä. Karhukunnaan aluesuunnitelmassa on painotettu tiiveyden ja väljyyden sekä yhteisöllisyyden ja yksityisyyden monitahoisuutta. Tämä näkyy esim. pihakortteleiden välisissä metsävyöhykkeissä jotka luontevasti jatkavat rakennusten omia pihapiirejä sekä pihakortteleiden sisäisissä yhteisissä alueissa (Emma Johansson 2010). Karhukunnaan tapauksessa tiiviillä yhdyskuntarakenteella voidaan vähentää paikallista, naapureiden välistä liikennettä. 25

26 5.2 Kulkuyhteydet Reilu neljännes suomalaisten matkoista liittyy työhön, koulunkäyntiin tai opiskeluun. Toinen neljännes liittyy vapaa-aikaan ja reilu kolmannes ostosmatkoihin. Keskimäärin suomalaiset tekevät 2,9 matkaa vuorokaudessa. Keskimäärin yhden matkan pituus on 14,3 km. Yhteensä vuorokaudessa kuljettujen matkojen pituus on keskimäärin 41,4 km ja matkoihin käytetty aika 65,5 min/henkilö (Liikennevirasto 2012). Kuva 12 esittää keskivertosuomalaisen liikkumista vuorokauden aikana. Henkilöautojen osuus suomalaisten päivittäisistä matkoista on 58%. Julkisen liikenteen osuus on 8% ja jalankulku ja pyöräily 30%. Keskimääräinen autolla kuljetun matkan pituus on 30 km, jalan ja pyörällä vajaa 2 km. Julkisia kulkuneuvoja käyttäen suomalainen matkaa keskimäärin 8 km päivässä. Kulkutapojen jakauma on esitetty kuvassa 13. Karhukunnaan alueen pääkulkuväylä on osittain yksisuuntainen pihakatu. Katu lähtee alueen pohjoisreunalla kulkevalta Rahtimiehentieltä, kiertää kortteleiden välistä myötäpäivään ja palaa takaisin samaan liittymään. Pihakatu laajenee alueen keskellä torimaiseksi aukioksi, josta on tarkoitus muodostua asukkaiden yhteinen oleskelupiha. Pihakadulta erkanevat taloihin menevät kujat sormimaisina ulokkeina. Rakentamistapaohjeiden mukaan katujen päällysteinä käytetään kivituhkaa ja pihakiveyksiä. Asfalttipäällysteisiin verrattuna ratkaisu on huomattavasti ekologisempi. Kuva 12. Suomalaisten päivittäinen liikkuminen ja matkojen tarkoitus(liikennevirasto 2012). Kuva 13. Suomalaisten päivittäinen liikkuminen ja kulkutavat (Liikennevirasto 2012). 26

27 Karhukunnaan alueen päivittäinen liikenne suuntautuu pääasiassa Pudasjärven keskustaajamaan Kurenalle. Taajama sijaitsee joen toisella puolella, joten ainut kulkureitti sinne kulkee valtatie 20 sillan kautta. Matkaa Kauppiaantien liikekeskukseen on 1,3 km, uimahalliin ja koulukeskukseen vajaa kilometri. Terveyskeskukseen ja kaupungintalolle on matkaa noin 2 km. Alueelta on jalankulku ja pyörätieyhteys keskustaan. Karhukunnaan asukkaiden tärkeimmät päivittäiset käyntikohteet ovat 1 2 km:n etäisyydellä. Julkisen liikenteen käyttäminen on mahdollista vain osalle matkasta (yksi pysäkkiväli valtatie 20:llä). Lyhyelle 1-2 km:n matkalle käytetään todennäköisesti suurimmaksi osaksi kevyitä kulkutapoja; polkupyörää ja jalankulkua. Tosin henkilöauton käyttäminen lyhyillä matkoilla on tilastojen mukaan kasvanut. Karhukunnaan tapauksessa auton käyttämistä saattaa kuitenkin hillitä se, että autoilijan täytyy liittyä valtatie 20 liikennevirtaan vain muutaman sadan metrin matkaa varten. Terveyskeskuksessa asioidaan useimmiten henkilöautolla tai taksilla. Keskimääräisen suomalaisen kulkemiseen verrattuna Karhukunnaan asukas käyttää suurella todennäköisyydellä enemmän kevyitä kulkuneuvoja, johtuen useimpien päivittäisten kohteiden läheisestä sijainnista. Toisaalta osa työ- ja ostosmatkoista suuntautuu Ouluun, jonne automatkan edestakainen pituus on lähes 200 km. Karhukunnaan sijainti on omiaan vähentämään paikallista autolla liikkumista, mutta sillä ei ole vaikutusta kauemmas suuntautuviin työja ostosmatkoihin. Alueelle rakennetut toimistotalot lisäävät alueelle suuntautuvaa päivittäistä autoliikennettä jonkin verran. Kulkutapoihin ja kulkemisen määrään vaikuttaa myös alueen asukkaiden tuleva ikärakenne. Tarkempia laskelmia alueen liikenteen päästöistä ei voida tehdä ennen kuin alue on täyteen rakennettu. 5.3 Pienilmasto Karhukunnaan alueen tuuliolosuhteita tutki Emma Johansson syventävien opintojen työssään. Rakennusten energiankulutukseen voidaan tutkimusten mukaan vaikuttaa hyvällä pienilmastoa hyödyntävällä suunnittelulla 5 20%. Pienilmastoon vaikuttavia tekijöitä ovat mm. tuulisuus, ilmansuunnat, kasvillisuus ja maaston muoto. Tuulen merkitys pienilmastoolosuhteisiin on suuri. Pienilmastolla on suuri merkitys myös asumisviihtyvyyteen. Varsinainen pienilmaston analysoinnin hyöty vaikuttaa kuitenkin asumismukavuuden lisääntymiseen ja piha-alueiden käyttöasteen parantamiseen. Alueiden ja katutilojen ilman paine-eroja voidaan vähentää ja näin vaikuttaa alueen tuulisuuteen ja tuulesta johtuvaan turbulenssiin. Tuulen voimakkuutta voidaan säädellä mm. rakennusten korkeuksilla, muodoilla ja puilla. Esimerkiksi tuulen voimakkuus aukealla verrattuna metsään voi olla jopa 5/1. Katutilojen tuuliolosuhteita säätämällä saadaan suotuisammat, kevyen liikenteen käyttöön sopivat katutilat. Samalla piha-alueiden tuulisuutta ja auringon passiivista energiaa huomioimalla sekä säätämällä vaikutetaan pihan käyttömahdollisuuksiin ja pidennetään pihan käyttökautta. Ottamalla huomioon asuinalueen läheisyydessä sijaitsevat tiet ja metsäalueiden laajuudet ja suunnat on mahdollista vaikuttaa saasteen ja melun määrään. Yksinkertaisilla istutustöillä on mahdollista vähentää liikenteestä johtuvaa matalataajuista melua noin 8 db (Emma Johansson). Pudasjärven alueella tuulen suunta vaihtelee suuresti koko vuoden aikana. Hallitsevaa tuulensuuntaa on vaikea määrittää. Alueen eteläpuolella kulkevan joen vaikutuksesta alueelle tuleva tuuli painottuu kuitenkin etelän ja lännen suuntaan. Tuulen voimakkuus Pudasjärvellä on keskimäärin 2,5 3,1 m/s (Ilmatieteen laitos 2009). Kylmänä vuodenaikana etelästä, joelta puhaltava tuuli aiheuttaa ongelmia etelään avautuvien pihapiirien suunnittelussa. Pihat on suunnattava niin, että niille syntyy suojaisia, lämpimiä tiloja ja tilasarjoja. Rantaan ja tulvapadon alueelle jätettävä korkea puusto muodostaa etäsuojavyöhykkeen, joka ohjaa tuulta rakennusten yli ja muodostaa vyöhykkeen taakse turbulenssialueen. Turbulenssi vähentää tuulen voimakkuutta rakennetulla alueella. 27

28 Aluesuunnitelmassa tuulta on pyritty ohjaamaan rakennusten yli rannasta sisämaahan päin asteittain nousevilla kattomuodoilla ja rakennusten korkeuksilla. Kapeikkoihin syntyviä nopeita ilmavirtauksia taas estetään rakennusten ja katujen sijoitteluilla siten, ettei pitkiä suoria yhtenäisiä käytäviä muodostu. Sisäpihojen puut ja istutukset lisäävät turbulenssia ja siten vähentävät tuulen nopeutta pihoilla. Tulvapato estää kylmien ilmamassojen valumisen jokiuomaan ja saa aikaan alueelle muodostuvan kylmän ilman altaan. Tulvapadon korkeus maanpinnasta on 1,5-3,0 metriä. Penkereen korkeudesta johtuen altaaseen kertyvän kylmän ilman määrä voi olla huomattava. Aluesuunnitelmassa tätä vaikutusta on torjuttu nostamalla pihojen korkeutta nykyisestä maanpinnan tasosta n cm. Kuva 14. Havainnekuva aluesuunnitelmasta pohjoisesta katsottuna (Emma Johansson ja Kristian Järvi) 28

29 6. Rakennuksen fysikaalisten ominaisuuksien vaikutus ekotehokkuuteen 6.1 Rakennuksen muoto Rakennuksen koko on merkittävä energiankulutukseen vaikuttava tekijä. E-luvun lattiapintaalaan perustuva laskentamalli johtaa siihen, että kuta suurempi rakennus on, sitä parempi energiatehokkuusluku saadaan, vaikka rakenteiden U-arvot ovat samat. Tämä johtuu siitä, että rakennuksen koon kasvaessa tilavuus kasvaa 3-potenssiin, kun taas vaipan pinta-ala vain 2-potenssiin. Vaikka E-luku on parempi, suuri rakennus kuluttaa enemmän energiaa, joten hukkaneliöitä ei kannata turhaan rakentaa. Energian säästö on suorassa suhteessa rakennuksen pinta-alaan. Suorakaiteen muotoinen talo, ilman ylimääräisiä kulmia ja erkkereitä on energiatehokkain. Ylimääräinen nurkka lisää talon energiankulutusta jopa 8%. Samankokoinen kaksikerroksinen talo kuluttaa noin 10% vähemmän lämmitysenergiaa kuin yksikerroksinen (Raimo Luukka, Markku Sivonen 2008). Karhukunnaan alueen rakentamistapaohjeissa rakentajille kerrotaan myös rakennuksen muodon vaikutuksista energiatehokkuuteen. Merkittävin yksittäinen energiankulutukseen vaikuttava suunnitteluratkaisu on rakennuksen muoto. Rakennuksen lämpimän vaipan rajaaman tilan tulee olla yksinkertainen ja kompakti. Monimutkainen muoto nurkkineen ja erkkereineen lisää lämmitysenergian tarvetta. Yksinkertaista rakennusmassaa voidaan rikastuttaa täydentävillä kylmillä rakenteilla kuten ulkovarastot, terassit, katokset ja ulkoportaat. Rakennuksen muototehokkuutta voidaan kuvata muotokertoimella, joka lasketaan yleisimmin vaipan ulkopinta-alan ja tilavuuden suhdelukuna A/V. Vaipan ala lasketaan lämmöneristekerroksen ulkopinnan mukaan. Tilavuus on lämmitettävä tilavuus. Muotokerroin riippuu rakennuksen koosta. Keskenään muotokertoimia voidaan verrata vain silloin kun rakennukset ovat tilavuudeltaan saman kokoisia. Geometrisista muodoista pallo on tehokkain. Pienissä rakennuksissa lämpöhäviöitä aiheuttavaa ulkovaippaa on paljon suhteessa lämmitettävään tilavuuteen. Pienen rakennuksen suunnittelu muodoltaan energiatehokkaaksi on siten paljon haasteellisempaa kuin tilavuudeltaan suuren rakennuksen. Muotokerrointa arkkitehti voi käyttää luonnosvaiheessa rakennuksen muodon optimoinnissa. Muotokertoimella voidaan testata muutoksen vaikutusta talon energiatehokkuuteen ja siten muotokertoimen käyttö voi vaikuttaa valintoihin. Rakennuksen kompaktiustavoite ei kuitenkaan saa johtaa epätarkoituksenmukaisiin tilaratkaisuihin tai esimerkiksi luonnonvalon puutteeseen sisätiloissa (lainaus rakentamistapaohjeesta). Sen lisäksi, että rakennuksen muoto vähentää lämmitykseen käytettävän energian määrää on sillä merkitystä myös rakentamisen aikaiseen energiankulutukseen ja päästöihin. Kuta monimutkaisempi rakennus on, sitä enemmän sen valmistamiseen kuluu resursseja ja syntyy päästöjä. Vaikka rakennuksesta tehdään nollaenergiatalo, on se silti epäekologinen, johtuen rakentamiseen käytetyistä resursseista. Rakennuksen energiatehokkuuteen voidaan vaikuttaa myös huonetilojen sijoittelulla. Oleskelutilat, keittiö ja ruokailu sijoitetaan etelän puolelle ja makuuhuoneet ja aputilat pohjoiselle sivulle. Tällainen lämpövyöhykkeisiin perustuva suunnittelu paitsi lisää energiatehokkuutta, lisää myös asumisviihtyvyyttä. Pääikkunoiden sijoittaminen etelään lisää auringon passiivienergian määrää varsinkin keväällä ja syksyllä. Karhukunnaan alueella eteläsivulla olevat pääikkunat tarjoavat suoran näkymän joelle ja vastakkaiselle rannalle taajaman suuntaan. 29

30 6.2 Vaipan lämmöneristys ja tiiveys Rakennuksen käytönaikaiseen energiankulutukseen voidaan eniten vaikuttaa parantamalla vaipan tiiveyttä ja lämmöneristyskykyä. U-arvoa parantamalla vähenee rakenteen läpi karkaavan lämpöenergian määrä samassa suhteessa. Hirsiseinän lämmöneristyskykyä voidaan parantaa vain lisäämällä seinän paksuutta. Paksuuden lisääminen kasvattaa seinän materiaalimäärää ja kustannuksia. Käytännössä hirsiseinän paksuutta ei kannata kasvattaa juuri yli 400 mm:n. Yleisin hirsitaloissa käytössä oleva seinän vahvuus on välillä mm. Loma-asunnoissa yleisin seinän paksuus on välillä mm. Kuva 15. Esimerkkejä rakennusten muotokertoimista. Alkuperäinen kuva: Heiduk, Ernst: Passive House Standard, luentoaineisto, Passive House Summer School 2008, Spittal a.d. Drau, Itävalta. Suomessa havupuun normaalinen lämmönjohtavuus λn =0,12 W/(mK) (RakMk C4 2003). Tällä λn-arvolla laskettuna 270 mm:n hirsiseinän U-arvo on 0,41 W/(m2K). Rakentamismääräyskokoelman D mukainen maksimiarvo 0,60 W/(m2K) saavutetaan 180 mm:n vahvuisella hirrellä. Saksalaisten tutkimusten mukaan havupuun normaalinen lämmönjohtavuus on kuitenkin 0,105 W/(mK). Tämä on 14% parempi kuin Suomessa on käytössä. Saksalaiset ovat myös tutkineet hirsiseinän massiivisuuden vaikutusta seinän lämmöneristyskykyyn käytännön kokeilla. Tutkitussa 200 mm:n vahvuisessa hirsiseinässä mitatun ja teoreettisen lämmönhukan ero oli 38,65%. Käytännössä lämpöenergiaa kului siis reilu kolmannes vähemmän kuin teoreettisilla laskelmilla ennakoitiin (Bauakademie Salzburg 30

31 kunakoosta riippuen 2 3 C. Käytännössä tämä tarkoittaa, ettei jäähdytystä tarvita matalaenergiataloissakaan kesän kuumimpana aikana. Rakennuksen ilmatiiviydellä on merkitystä paitsi energiankulutukseen, myös rakenteiden kosteusvaurioiden torjumiseen. Massiivinen hirsiseinä ilman lisäeristystä ei ole herkkä kosteusvaurioille. Muissa rakenteissa höyrynsulun reikien kautta rakenteisiin virtaava lämmin sisäilma kondensoi vettä rakenteeseen ja voi aiheuttaa homeongelman. Kuva 16. Teoreettinen ja mitattu energiankulutus hirsitalossa (Bauakademie Salzburg wurden 2009 von der ARGE Blockhausbau zwei in Architektur und Größe identische eingeschossige Versuchsgebäude errichtet.) wurden 2009). Myös Suomessa on tutkittu hirsiseinän massiivisuuden vaikutusta seinän lämmönläpäisykykyyn. Tampereen teknillisessä yliopistossa tutkittiin hirren massan vaikutusta 270 mm:n vahvuisessa seinässä. Tarkastelu oli teoreettinen ja simulointi tehtiin IDA ICE kolmelle hirsikotitalon perusmallille. Massan vaikutusta tutkittiin TASE-ohjelmalla (Tiina Sahakari ja Timo Kalema 2010). Tutkituissa taloissa hirren massan vaikutus lämmitykseen käytetyn energian kulutukseen oli 2 5% riippuen ikkunoiden koosta ja siitä että käytettiinkö jäähdytystä. Vaikutus kasvoi kun ikkunakokoa kasvatettiin ja käytettiin jäähdytystä. Jäähdytysenergian kulutukseen hirren massan vaikutus oli suurempi; 30 50%. Hirren massa alentaa kesäajan maksimilämpötiloja ik- Tiiviysmittauksessa tutkittavaan tilaan aiheutetaan 50 Pascalin ali- ja ylipaine. Paine-eron ylläpitämiseksi tarvittava ilmamäärä mitataan. Tämä ilmamäärä jaettuna tutkittavan tilan ilmatilavuudella antaa tulokseksi ilmavuotoluvun n 50. Uusissa energiatodistuslaskelmissa alkaen käytetään ilmanvuotolukua q 50. Luku saadaan kun mitattu ilmamäärä jaetaan rakennuksen ulkovaipan alalla. Normaalikokoisissa pientaloissa n 50 ja q 50 luvut eivät paljon poikkea toisistaan. Suurissa rakennuksissa laskentatavan muutos kiristää ilmatiiviysvaatimusta jonkin verran. Hyvällä ilmatiiviydellä voidaan vähentää rakennuksen lämmitysenergian kulutusta. Pientaloissa kokonaisenergiankulutuksen säästö on jopa 5% jokaista ilmavuotoluvun kokonaisyksikön vähennystä kohden. Suomessa jo rakennetun pientalokannan keskimääräinen ilmavuotoluku on n Vanhimmissa lämpöteknisesti 31

32 huonosti rakennetuissa taloissa ilmavuotoluku voi olla jopa yli 10. Huolellisesti rakennetuissa uudisrakennuksissa ilmavuotoluku on pienempi kuin 2, jopa alle 1. Passiivitaloissa vaadittu ilmavuotoluku on 0,6 tai pienempi. Viimeisten kymmenen vuoden aikana hirsirakennusten ilmatiiviyttä on tietoisesti parannettu. Hirsien välisten saumojen tiiviyteen vaikuttavat saumatiivisteenä käytetyn materiaalin ilmatiiviys ja sauman muoto. Molempia kehittämällä on hirsien väliset saumat saatu käytännössä täysin ilmanpitäviksi. Myös hirsiseinän nurkkasalvokset on saatu ilmatiiviiksi salvoksen muotoa kehittämällä ja käyttämällä paisuvia tiivisteitä nurkissa. Taulukko 1. Karhukunnaalle rakennettujen kohteiden ilmatiiviys n 50 Toinen hirsirakennusten tiiviyttä parantanut muutos on tapahtunut, kun on siirrytty lamellihirren käyttämiseen. Useasta kappaleesta, joko pysty- tai vaakasaumoin liimattu hirsi ei vääntyile seinässä ja niin saumat pysyvät tiiviinä. Lähes kaikki hirsitalovalmistajat käyttävät liimattua lamellihirttä talojen seinissä. Massiivihirttä käytetään kuitenkin vielä yleisesti loma-asunnoissa. Kaikkien Karhukunnaalle rakennettavien talojen tiiviys mitataan. Tiiviyden minimitavoitteeksi asetettiin 2.0 1/h jota käytettiin energiatodistusten laskennassa. Matalaenergiataloissa pyrkimyksenä oli päästä 1.0 ja passiivitaloissa 0.6 1/h. Kaikissa toteutetuissa kohteissa päästiin alle minimitavoitteen. Hirsikunnas I:n ilmatiiveys saavutti jopa passiivitalolle määritellyn tavoitetason 0,6 1/h. Rakennus n 50 sisätilavuus vaipan ala lattian ala 1/h m3 m2 m2 Hirsikunnas I 0, Hirsikunnas II * As Oy Jokilehto A1 1, As Oy Jokilehto A2 1, As Oy Jokilehto B1 1, As Oy Jokilehto B2 1, As Oy Jokilehto C1 1, As Oy Jokilehto C2 1, *) rakentaminen vielä kesken eikä tiiviyttä ole mitattu. 6.3 Ikkunoiden sijoittelu Auringon lämmittävä vaikutus pystysuorille pinnoille on Pohjoisessa tasaisempi ympäri vuoden kuin etelässä, johtuen auringon matalammasta kaaresta keväällä ja syksyllä. Keskikesällä ikkunoiden kautta tulevan ilmaisenergian määrää vähentää auringon korkeampi kaari. Toisaalta se vähentää asunnon liikakuumenemista ja jäähdytyksen tarvetta. Suoran säteilyn lisäksi ikkunoihin osuu hajasäteilyä. Hajasäteilyn määrä riippuu pilvisyydestä ja ympäröivien pintojen heijastuskyvystä. Aurinkoisella ilmalla hajasäteilyn osuus on noin 30% ja pilvisellä säällä noin 70% kokonaissäteilyn määrästä. Lumi heijastaa 80 90% siihen osuvasta auringon säteilystä. Maanpinnan lumipeite tehostaa myös ikkunoiden kautta tulevaa auringon säteilyä taviaikaan (Ilmatieteenlaitos). Auringon kokonaissäteilyenergian määrä etelään suuntautuvilla ikkunoilla on Pudasjärvellä suurimmillaan toukokuussa, jolloin se on noin 100 kwh/m2 kuukauden kertymänä. Pienimmillään se on joulukuussa, jolloin koko kuukauden kertymä on vain noin 2 kwh/m2. Koko vuoden kertymä on noin 700 kwh/m2. Säteilyn määrä itä ja länsiseinien ikkunoilla on noin 20% ja pohjoisseinän ikkunoilla noin 50% vähemmän kuin eteläikkunoilla (Suomen Rakentamismääräyskokoelma D5). Ikkunoiden lasipinnat heijastavat osan niihin tulevasta säteilystä takaisin. Esimerkiksi kolmi- 32

33 lasisessa ikkunassa säteilystä 65 70% läpäisee ikkunan. Säteilyä vähentävät myös varjostavat esteet ja verhojen käyttäminen. Suomen rakentamismääräyskokoelman osan D5 mukaan voidaan laskea ikkunoiden kautta rakennukseen tulevan aurinkoenergian määrä. Karhukunnaan rakentamistapaohjeissa on ikkunoiden käytöstä ohjeistettu seuraavasti: Aurinkoiseen ilmansuuntaan suunnatuilla ikkunoilla saadaan auringon lämmittävä vaikutus hyötykäyttöön. Suora auringonvalo myös lisää asunnon viihtyisyyttä oleskelutiloissa. Oleskelutilojen pääikkunat suunnataan etelään tai länteen. 70% ikkunoiden pinta-alasta tulee suunnata lämpimiin ilmansuuntiin (kaakko-etelä-lounainen). Ikkunoiden pinta-ala saa olla enintään 15% rakennuksen kerrosalasta. Ikkunan ala lasketaan karmimittojen mukaan. Asuinhuoneen ikkunoiden valoaukon pinta-alan tulee kuitenkin olla vähintään 10% huoneen alasta. Ikkunan lämmöneristyskyky on parempi kuin karmin. Tästä syystä monen pienen ikkunan korvaaminen yhdellä isolla parantaa vaipan lämmöneristyskykyä. Matalaenergia- ja passiivitalojen hyvä lämmöneristyskyky voi johtaa jäähdytystarpeeseen kesän kuumimpana aikana. Tämä tilanne on vältettävissä oikein valituilla suunnitteluratkaisuilla. Etelään ja länteen suuntautuvien pääikkunoiden yhteydessä tulee huolehtia varjostusmahdollisuudesta. Ensisijaisesti varjostus tulee hoitaa rakenteellisilla keinoilla. Pitkät räystäät ja katokset varjostavat tehokkaasti silloin kun aurinko on korkealla. Länteen suuntautuvien ikkunoiden osalta on huomioitava että myös kesäaikaan aurinko paistaa matalalta. Näissä ikkunoissa uloketyyppiset aurinkosuojat eivät toimi. Kylmänä vuodenaikana matalalla oleva aurinko pääsee katoksen alta paistamaan huoneeseen sisään. Varjostukseen voidaan käyttää myös lehtipuita. Oikeaan paikkaan istutettuna suojaus toimii hyvin. Kuumimpana vuodenaikana tiheä lehvistö suojaa auringolta, eikä puu varjosta enää talvella lehtien pudottua. Isojen etelään ja länteen suuntautuvien ikkunoiden varjostukseen voidaan käyttää myös verhoja, kaihtimia tai ikkunan lasien pinnoitteita. Verhot ja kaihtimet peittävät näkymän ulos, eivätkä siitä syystä voi toimia pääasiallisina varjostuskeinoina. Alla olevassa taulukossa on esitetty erilaisten verhojen suojaava vaikutus ikkunoissa. Ratkaisu Verhokerroin Ei verhoa 1 Läpikuultavat tekstiiliverhot sisäpuolella 0,8 Tummat tekstiiliverhot sisäpuolella 0,75 Värikkäät tekstiiliverhot sisäpuolella 0,7 Vaaleat tiiviit tekstiiliverhot sisäpuolella 0,5 Valkoiset sälekaihtimet lasien välissä 0,3 Valkoiset sälekaihtimet sisäpuolella 0,6 Ikkunaluukut (säleikkö) ulkopuolella 0,3 Taulukko 2. Verhokertoimia 6.4 Materiaalivalinnat Rakennussektori on kotimaisten luonnonvarojen suurin käyttäjä, jos mukaan lasketaan rakennusten lisäksi infrastruktuurin, kuten teiden rakentaminen. Materiaalitehokkuuden parantaminen on yksi tehokkaimpia keinoja säästää luontoa ja uusiutumattomia luonnonvaroja. Rakentamisen materiaalitehokkuutta parannetaan suosimalla uusiutuvia ja kierrätettäviä materiaaleja. Jätteiden määrän vähentäminen ja niiden kierrättäminen parantaa materiaalitehokkuutta. Puutuoteteollisuuden työstöjätteet käytetään energiantuotantoon, jolla korvataan fossiilisilla polttoaineilla tuotettua energiaa. Rakennusmateriaalien valmistuksen tuottamat päästöt ja energiankulutus aiheuttavat suhteellisesti yhä suuremman osan rakennusalan ympäristövaikutuksista käytön aikaisen energiankulutuksen vähenemisen myötä. Suomessa materiaalien valmistuksen ympäristövaikutuksista löytyy tietoja RT- ympäristöselosteista. Ympäristöselosteiden laadinta on auktorisoitu ja laskelmat perustuvat samoihin lähtöarvoihin, joten niiden avulla on helppo verrata eri tuotteiden ekologisuutta. Valitettavasti ympäristöselosteita on tehty vasta rajoitetulle määrälle tuotteita. Valmistuksen ekologisuuden lisäksi materiaalin sisältämän hiilen määrällä on merkitystä. Rakennuksessa hiili varastoituu pitkäksi aikaa, jolloin kasvava rakennuskanta muodostaa hiilinielun. Puu ja puupohjaiset materiaalit ovat 33

34 Suomessa ja koko Euroopan alueella täysin uusiutuvia materiaaleja. Suomalaiset hirsitalovalmistajat hankkivat tukit sertifioiduista metsistä. Havupuut kaadetaan keskimäärin 80 vuoden iässä ja kaadettujen puiden sijalle istutetaan välittömästi uusi metsä. Seuraavien 80 vuoden aikana metsään on sitoutunut sama hiilimäärä takaisin. Kuta suurempi osa kaadetusta puusta otetaan pitkäaikaiseen käyttöön, sitä suurempi on metsän ja puutuotteiden hiilinielu. Rakentamistapaohjeissa rakentajia kannustetaan käyttämään ympäristöystävällisiä ja kierrätettäviä materiaaleja. Puu ja puupohjaiset materiaalit kaikissa muodoissaan ovat ekologisia. Materiaalivalinnoissa huomioidaan niiden ympäristö- ja terveysvaikutukset. Lähes kaikki puupohjaiset materiaalit ovat suositeltavia. Myös muut luonnonmateriaalit, kuten kivi, savi, turve ja luonnonkuidut ovat ympäristöystävällisiä. Vähällä energialla tuotetut pitkäikäiset ja helposti kierrätettävät materiaalit säästävät luonnonvaroja. Materiaalien uusiutuvuus, pitkäikäisyys, kierrätettävyys ja turvallisuus ovat hyviä valintaperusteita. Paikallisten tuotteiden käyttäminen säästää kuljetuksiin menevää energiaa. Materiaalien ja rakenteiden tulisi olla myös helposti korjattavia ja uusittavia ja niiden saatavuus myös tulevaisuudessa tulee olla varmistettu (lainaus rakentamistapaohjeista). Karhukunnaan kotisivuille on tehty ekomittari, jolla rakentaja voi testata valitsemiensa ratkaisujen hiilijalanjälkeä. Kuva 17. Talvi ei ole este hirsitalon rakentamiselle. Kuvassa As. Oy Jokilehdon C-talon hirsirungon asennustyö käynnissä. 34

35 7. Rakentamisen vaikutus ekotehokkuuteen Hankkeen ekologiaosuuden tärkein asiakokonaisuus oli hirsitalon rakennusmateriaalien ympäristövaikutusten selvittäminen. Tietoja tarvittiin, koska päämääränä oli selvittää Karhukunnaalle rakennettavien talojen koko elinkaaren aikainen resurssien kulutus ja kasvihuonekaasupäästöt. Yksi tärkeimmistä osista elinkaaressa on tuotteen valmistuksen osuus. Tiedossa oli, ettei kaikista materiaaleista ole tehty RT - ympäristöselosteita, jotka sinänsä olisivat olleet hyvä lähtökohta. Yleisesti hyväksytty tapa selvittää tuotteen valmistuksen ympäristövaikutukset on elinkaariarviointi (Life Cycle Assesment, LCA). LCA on menetelmä tuotteiden ja palveluiden ympäristövaikutusten arviointiin. ISO-standardin (ISO 14040) määritelmän mukaisesti elinkaariarviolla tarkoitetaan tuotejärjestelmän elinkaaren aikaisten syötteiden ja tuotosten sekä potentiaalisten ympäristövaikutusten systemaattista kartoittamista ja arviointia. Hanketta varten tarvittiin tuotteista valmistuksen ympäristövaikutukset tehtaan portille saakka( Cradle to gate ). Tämä selvitys sisältää kaikki vaiheet raaka-aineen hankinnasta siihen saakka, kunnes tuote on valmis toimitettavaksi rakennustyömaalle. Rakennustyön osuus ympäristövaikutuksista saatiin työmaalla rakentamisen aikana tallennetuista energiankulutustiedoista. Hankkeen kannalta tuotteista ei tarvittu laajaa elinkaariarviota. Arvio rajattiin sisältämään seuraavat asiat: uusiutuvan raaka-aineen kuluminen uusiutumattoman raaka-aineen kuluminen uusiutuvan energian kuluminen uusiutumattoman energian kuluminen kasvihuonekaasupäästöt CO 2- eqv valmiin tuotteen energiasisältö valmiin tuotteen hiilisisältö Jo yhden talon sisältämien tuotteiden valmistuksen ympäristövaikutusten selvittäminen on suuri työ. Koska hankkeessa oli tarkoitus laskea useamman talon ympäristövaikutukset, päätettiin, että paras tapa toimia, on laatia työkalu, jolla laskentaa voidaan nopeuttaa. Työkalun toiminnasta tehtiin suunnitelma. Tiedossa oli, ettei kaikista rakennusmateriaaleista löydy valmiita ympäristöprofiileja. Lamellihirren valmistus oli yksi puuttuvista profiileista. Niinpä myös hirren valmistuksen elinkaarianalyysi kilpailutettiin. Työkalun laadinnasta pyydettiin tarjoukset sähköisen ilmoituskanavan HILMA:n kautta. Tarjousten perusteella työkalun laatijaksi valittiin VTT Expert Services. Hirsitalon ympäristövaikutusten laskentatyökalun tausta-aineistona käytetyt rakennusmateriaalien ympäristöprofiilit perustuvat Rakennustieto RT:n ympäristöselosteisiin ja VTT:n tutkimustietoon suomalaisista rakennusmateriaaleista. Työkalu kattaa kaikki valmiiseen hirsirakennukseen sisältyvät tuotteet ja materiaalit, joilla on merkitystä. Sähkötarvikkeet, koneet, kiintokalusteet, LVI-tekniikka ja helat jätettiin pois, koska niistä ei valmiita ympäristöprofiileja ollut saatavilla. Niiden valmistuksen vaikutus rakennuksen koko elinkaaren aikaisessa ympäristöprofiilissa on kuitenkin hyvin vähäinen. 7.1 Hirsitalon valmistuksen ympäristövaikutusten laskentatyökalu VTT Expert Service:ssä laskentatyökaluprojektiin osallistuivat Tarja Häkkinen projektipäällikkönä, Sirje Varis materaalien ympäristövaikutusten asiantuntijana ja Antti Ruuska työkalun koodaajana. Hirsikorttelihankkeesta työhön osallistui projektin ekovastaava. Työn aikana pidettiin kolme suunnittelukokousta VTT:n tiloissa Otaniemessä. Työkalun testiversio valmistui helmikuun 2011 aikana. Täysin valmis työkalu oli kesäkuussa Työkalu tehtiin Visual Basic ohjelmointikielellä ja se käyttää Microsoft Excel taulukkolaskentaohjelmaa käyttöliittymänä. Käyttöympäristöksi valittiin Microsoft Windows. Tavoitteena oli tehdä ohjelmasta helppokäyttöinen ja nopeasti omaksuttava. Lähtötietojen syötössä periaattee- 35

36 na on, ettei sellaisia tietoja tarvitse antaa, jotka ohjelma voi laskea jo annetuista tiedoista, tai jotka ovat standardoituja. Jo annettuja lukuja voidaan korjata laskennan etenemisen myötä tai myöhemmin. Laskenta perustuu käyttäjän syöttämiin määrätietoihin. Tiedot syötetään rakenteittain, alkaen perustuksista. Kunkin rakenneosan käsittelyn yhteydessä valitaan laskentakohteessa käytetyt materiaalit ja niiden paksuus. Materiaalin yhteydessä on mahdollista määritellä laskennassa käytetty hukka-% ja rakenteen uusimiskertojen lukumäärä elinkaaren aikana. Vakiintuneissa rakenteissa, kuten ristikkorakenteinen yläpohja, ohjelma laskee oletusarvoisesti naulalevyristikoiden puumäärän. Monimuotoisissa katoissa oletusarvo on mahdollista syrjäyttää syöttämällä puutavaran määrän tarkka arvo. Myös muissa rakenteissa on vastaava mahdollisuus. Tällä ominaisuudella ohjelman käyttäminen nopeutuu yksinkertaisissa suorakaiteen muotoisissa taloissa, mutta sillä on mahdollista laskea myös monimuotoisten talojen ympäristövaikutukset. Laskettaessa useita samantyyppisiä kohteita, laskennan pohjaksi voidaan ottaa jo laskettu talo. Tällöin rakenteet käydään läpi yksi kerrallaan ja tehdään muutokset vain niihin kohtiin, joissa uusi kohde eroaa entisestä. Kaikkien rakenteiden syöttämisen jälkeen saadaan tulokset lukuarvoina ja graafisessa muodossa kattavasti. Tulosteena saadaan ympäristöprofiilin lisäksi mm rakennuksen massa rakennusosittain ja määräluettelo. Kuvat 19, 20 ja 21 esittävät laskentatyökalua. Rakenteiden läpikäymisen jälkeen on mahdollista täydentää materiaalien syöttöä omilla materiaaleilla. Käytössä on 40 eri materiaalin ympäristöprofiilit. Tämän ominaisuuden avulla voidaan lisätä vakioratkaisuista poikkeavat rakenteet, esimerkiksi terassit, ulkoportaat, erkkerit jne. Omien materiaalisyötteiden avulla saadaan lopputulokseksi erittäin tarkka talon ympäristöprofiili. Kuva 18. Laskentatyökalun etusivu (VTT Expert Service) 36

37 Kuva 19. Esimerkki laskentatyökalun lähtötietojen syöttöruudusta. Kussakin materiaaliruudussa on alasvetotaulukko, josta valitaan kohteessa käytetyt materiaalit. Kuva 20. Esimerkki laskentatyökalun tulostesivusta (oikealla). 37

38 7.2 Seinähirsien valmistuksen elinkaariarviointi Laskentatyökalua varten tehtiin hirsiseinän valmistuksen elinkaariselvitys kolmen hirsitalotehtaan tuotannosta. Myös tämän selvityksen teki VTT, jossa työstä vastasivat Tarja Häkkinen, Katri Behms, Tiina Pajula ja Riikka Virkkunen. Elinkaariarvio tehtiin Finnlamelli Oy:n, Kontiotuote Oy:n ja Honkarakenne Oy:n tuotannosta. 7.3 Rakennuspaikalla tehtävän työn vaikutus ekotehokkuuteen Rakentamisen aikana käytetty sähkö ja polttoaineet aiheuttavat osan hirsitalon elinkaaren aikaisista ympäristövaikutuksista. Karhukunnaan alueen rakentajia varten hankkeessa laadittiin ohjeet energiankulutuksen ja materiaalien käytön seuraamisesta. Samalla laadittiin lomakkeet, joihin rakentaja voi työn aikana kerätä menekkitiedot. Nämä ohjeet ja seurantalomakkeet ovat Karhukunnaan kotisivuilta ladattavissa. Toteutettujen rakennusten osalta energiankulutuksen tulokset saatiin Hirsikunnas II lukuunottamatta. Urakoitsijan suorittama seuranta perustui ajoneuvojen ja polttomoottorikäyttöisten työkoneiden tuntiseurantaan. Koneiden polttoaineenkulutus saatiin VTT:n Lipasto tietokannasta. Sähkön kulutustiedot saatiin sähkön toimittajalta. Toteutetuissa kohteissa hirsirungon valmistaja toimitti käytännössä suurimman osan rakennusmateriaaleista. Materiaalimenekin seuranta työmaalla perustui hirsitoimittajan määrälaskentaan ja lähetyslistoihin. Työmaalta kerättyjä materiaalimenekkitietoja voidaan käyttää laskentatyökalulla saatujen tulosten tarkistamiseen. Maarakennustyöt rajattiin pois näistä laskelmista. Karhukunnaan alueen pohjaolosuhteet poikkesivat hyvin paljon keskimääräisistä. Alueen kaakkois- ja eteläosalla oli pehmeikkö, jossa jouduttiin käyttämään painopenkerettä ja osalla aluetta laajoja massanvaihtoja. Pohjatutkijan suosittelemaa paalutusta ei kuitenkaan tarvittu, vaan se korvattiin painopenkereellä. Osa maarakennustöistä tehtiin alueen kunnallisteknisten töiden yhteydessä, joten energiankulutuksen allokointi rakennuksille olisi ollut hankalaa ja lopputulos epävarma. Perustustöissä pääosa energiankäytöstä tulee massan kuljetuksesta työmaalle ja pumppaamisesta muottiin. Lisäksi sähköä kuluu raudoitus- ja muottitöissä sekä massan tiivistämisessä. Pudasjärvellä on Ruskon Betoni Oy:n valmisbetoniasema, johon matkaa on vähän yli 7 km. Ajomatka on lähellä keskimääräistä betonimassan kuljetusmatkaa Suomessa. Matkasta pääosa kulkee Valtatie 20 pitkin. Perinteisesti hirsikehikon pystytys on tapahtunut miestyövoimalla. Nykyisin käytettävät massiiviset lamellihirret ovat kuitenkin niin painavia, ettei niitä voi turvallisesti asentaa käsivoimin. Karhukunnaan toteutetuissa kohteissa hirsien asennukseen käytettiin autonosturia. Asennustyön luonteesta johtuen nosturi käy suurimman osan ajasta tyhjäkäynnillä. Poltto- ja voiteluaineita kuluu jonkin verran myös moottorisahan käytössä. Määrä ei ole merkittävän suuri. Hirsikehikon asennuksen yhteydessä sähköä käytetään reikien porauksiin ja aukkojen ylä- ja alapuolen viimeistelyyn. Hirsikehikon asennuksen jälkeisissä rakennustöissä energiankulutus tulee lähes kokonaan sähkökäyttöisten käsityökalujen käytöstä. As Oy Jokilehdon rakentaminen ajoittui talviaikaan. Tässä kohteessa polttoöljyä kului tilojen lämmittämiseen ennen kuin kaukolämpö saatiin työmaalle. Rakentamisen aikainen kaukolämpöenergia sisältyy laskelmiin. Kaikkiin jo toteutuneisiin kohteisiin hirret toimitti Kontiotuote Oy. Kontiotuotteen toimitukseen sisältyi hirsien lisäksi kaikki tarvittava puutavara, ovet, ikkunat ja eristeet. Matkaa Kontiotuotteelta Karhukunnaalle on 4 km. Tarvikkeet tuotiin työmaalle rekkakuljetuksena. Muiden tarvikkeiden kuljetukset laskettiin tarvikkeet toimittavasta liikkeestä saakka. Keskustan liikkeistä matkaa työmaalle on 1,5 2 km. Suurin osa työmaan jätteistä on pakkaustarvikkeita ja hukkapuutavaraa. Lähes kaikki jäte voidaan hyödyntää energiajätteenä. Vuosina 2006 ja 2007 rakennustoiminnan jätteistä noin 40% oli puupohjaisia, noin 30% kiviaineksia ja noin 14% metallia. Loput jätteistä (noin 16%) olivat muovia, maaleja, lasia ja yhdyskuntajätteen kaltaista jätettä (SYKE 2009: Rakentamisen jätteet) 38

39 8. Rakennuksen käytön vaikutus ekotehokkuuteen Kuva 21. Rakentamisen jätteet vuosina 2006 ja 2007 (alkuperäinen lähde:tilastokeskus ja VTT) Karhukunnaan rakentamistapaohjeissa rakentajia ohjeistetaan jätteiden määrän vähentämiseen ja kierrätykseen: Materiaalien valintaan vaikuttaa myös niiden kierrätettävyys. Materiaaleja, jotka voidaan käyttää uudelleen tai voidaan palauttaa luonnon kiertokulkuun, on ensisijaisesti käytettävä. Materiaalien hukkaa voidaan pienentää tarkalla suunnittelulla ja työn huolellisella valmistelulla. Karhukunnaalla rakentajien tulee huolehtia rakennusjätteiden erottelusta työn alusta lähtien. Työmaalle tulee varata erilliset jäteastiat tai keräyspaikat biojätteille, energiajätteille ja kierrätettäville jätteille. Rakennusten käytönaikainen energiankulutus ja kasvihuonekaasupäästöt selvitetään skenaariolaskelmilla. Skenaariolaskelmassa käytetään rakennuksen teoreettista energiankulutusta, joka perustuu Suomen Rakentamismääräyskokoelman D3 määräyksiin ja ohjeisiin. Rakennusten energiaselvitykset on tehnyt kohteen LVIsuunnittelija tai hirsirungon toimittaja. Hankkeen aikana rakennettujen hirsitalojen energiankulutusta seurataan kolme vuotta rakennuksen käyttöönoton jälkeen. Kaukolämmön ja sähkön kulutuksen data tallentuu puolen tunnin välein yhdessä säätietojen ja sisälämpötilatiedon kanssa. Tämä mahdollistaa skenaariolaskelmien tarkistamisen kolmen vuoden kuluttua. Laskelmat perustuvat yleisesti käytössä olevaan 50 vuoden käyttöikään. Motivoivan kotiautomaation vaikutusta energiankulutukseen selvitetään kolmessa asunnossa. Näihin asuntoihin on asennettu kotiautomaatiojärjestelmä, joka ohjaa taloteknisiä laitteita tilanneohjauksen mukaan. Vertailukohteina on kolme asuntoa, joihin kotiautomaatiota ei ole asennettu. Datankeruujärjestelmällä kolmen vuoden aikana tuotetusta tiedosta voidaan selvittää kotiautomaation vaikutusta energiankulutukseen. Asukkaan kulutustottumusten jälkeen eniten päästöihin voidaan vaikuttaa lämmitykseen käytetyllä energialla. Karhukunnaan alueen läm- mön tuotannosta esiselvityksen teki Benet Oy. Tarkoituksena oli selvittää uusiutuvien energialähteiden kannattavuutta hirsitalokorttelialueen lämmitysratkaisuissa. Alueelta saatavia uusiutuvia polttoaineita ovat metsähake, puuteollisuustuotannon sivutuotteena syntynyt energiapuu ja pelletti. Benet Oy tutki skenaariolaskelmilla viisi eri lämmitysjärjestelmää. 8.1 Tutkitut lämmöntuotantovaihtoehdot aluelämpökeskus/pelletti aluelämpökeskus/sivutuotehake aluelämpökeskus/maalämpö talokohtainen lämmitys/pelletti talokohtainen lämmitys/maalämpö Tutkimuksessa selvitettiin lämmitysvaihtoehtojen taloudellisuutta ja kasvihuonekaasupäästöjä. Taloudellisuutta verrattiin laskemalla tuotetun energian kustannus, joka muodostui investointi- ja käyttökustannuksista. Investointikustannukset laskettiin muilla paitsi lämpöpumpuilla 15 vuoden käyttöajan mukaan ja kor- 39

40 kokannaksi 5%. Lämpöpumppujen kestoajaksi laskettiin 12 vuotta. Käyttökustannuksiin laskettiin polttoaineet ja sähkö, sekä laitoksen hoito-, huolto- korjaus-, vakuutus ym kulut. Kasvihuonekaasupäästöistä huomioitiin hiilidioksidi, metaani ja typpioksiduuli. Päästöissä on huomioitu laitoksessa käytetyn sähkön tuotannosta aiheutuvat päästöt. Puupolttoaineiden päästökerroin on nolla. 8.2 Polttoaineiden päästökertoimet Puupolttoaineet 0 kg/mwh Kevyt polttoöljy 267 kg/mwh Sähkö, maalämpöpumput 200 kg/mwh (sähkön keskimääräinen päästökerroin Suomessa) Lämmityssähkö 400 kg/mwh Eri lämmitysjärjestelmiä verrattiin sekä aluetasolla että talokohtaisesti. Aluekohtainen tarkastelu lähti olettamuksesta, että koko karhukunnaan alue on valmiiksi rakennettu, jolloin rakennusten yhteenlaskettu kerrosala on 6137 m2. Rakennukset oletettiin energiankulutukseltaan matalaenergiatasoisiksi. Lämmitysenergian tarpeeksi laskettiin 85 kwh/m2, jolloin koko alueen rakennusten lämmitysenergian kulutukseksi saatiin 522 MWh/vuosi. Kun lasketaan mukaan koko rakennuskannan tilojen ja käyttöveden lämmitys sekä aluelämpöverkoston häviöt, tulee vuotuiseksi energiantarpeeksi 600 MWh ja lämpölaitoksen tehontarpeeksi noin 300 kw. Energiakustannuksiltaan edullisin vaihtoehto tutkituista on sivutuotepuuta polttoaineena käyttävä lämpökeskus ja toiseksi edullisin talokohtainen maalämpö. Suoran lämmityssähkön päästökerroin (400 kg/mwh) perustuu TTY:n arvioihin lämmitystarpeen pysyvyyskäyrän mukaisista sähköntuotannon eri tehoalueiden (perus- väli- ja huipputeho) käytöstä. Kuva 22. Lämmöntuotannon kustannusvertailu (Benet Oy) 40

41 Ekologisin vaihtoehto on talokohtainen pellettilämmitys. Lähes yhtä ekologisia ovat pellettiä käyttävä lämpökeskus tai sivutuotepuuta käyttävä lämpökeskus. Ekologiselta kannalta paras järjestelmä olisi ollut talokohtainen pellettilämmitys. Järjestelmällä tuotetun lämpöenergian kustannukset ovat toiseksi korkeimmat verratuista lämmöntuotantomenetelmistä. Talokohtainen lämpökattila vaatii jatkuvan päivystyksen ja sille tulee rakentaa oma tila. Tulevien asukkaiden motivointi kalliin ja paljon työtä vaativan lämmitysjärjestelmän hankintaan olisi ollut vaikeaa. Koko alueen kattava pellettiä- tai sivutuotepuuta käyttävä lämpökeskus on toiseksi ekologisin vaihtoehto. Näiden vaihtoehtojen tuottamien kasvihuonekaasupäästöjen määrä on 3,46 tn/vuosi. Päästöt johtuvat vähäisestä polttoöljyn ja sähkön käytöstä. Polttoöljyn määrä on 1-2% tarvittavan polttoaineen kokonaismäärästä, ja sitä tarvitaan varatehona huoltojen ja puukattilan toimintahäiriöiden aikana. Näiden vaihtoehtojen toteuttaminen vaatii kpa-aluelämpölaitoksen rakentamisen Karhukunnaalle tai sen välittömään läheisyyteen. saada täyttä kuormaa moneen vuoteen ja investointi- ja käyttökustannusten jakaminen vähille asukkaille on vaikeaa. Karhukunnaan alueen lämmitysjärjestelmäksi valittiin kaukolämpö. Alue liitetään jo olemassa olevaan Pudasjärven keskustan kaukolämpöverkkoon. Lämpölaitos tuottaa kaukolämpöä erillistuotantona. Polttoaineena se käyttää puuhaketta, josta pääosa tulee Kontiotuote Oy:n hirsitalotehtaalta. Kevyttä polttoöljyä laitos käyttää oman ilmoituksen mukaan noin 10% kokonaislämmöntuotanniosta. Keskitetyn lämmöntuotantotavan ongelmaksi muodostuu alueen toteutumisen aikataulu. Lämpöä tarvitaan heti ensimmäisten rakennusten valmistuttua, mutta koko alueen rakentuminen saattaa viedä vuosia. Kpa-keskukselle ei siis Kuva 23. Lämmöntuotannon kasvihuonekaasupäästöt eri vaihtoehdoissa(benet Oy) 41

42 9. Energiankulutuksen seuranta- ja datankeruujärjestelmä 9.1 Järjestelmän tarkoitus Kolmen talon energiankulutusta seurataan vähintään kolme vuotta käyttöönoton jälkeen. Erikseen seurataan kaukolämmön ja sähkön kulutusta. Kulutuksen seurannan tarkoituksena on selvittää kuinka paljon toteutunut energiankulutus poikkeaa teoreettisesti lasketusta. Samanaikaisesti tallennetaan tiedot ulkoilman lämpöja kosteuspitoisuudesta ja tuuliolosuhteista. Trendidataa tallennetaan myös rakenteiden lämpötiloista ja kosteudesta. Tietoa kerätään seuraavista rakenteista: maanvaraisen lattialaatan alapinta lattialaatan eristekerroksen alapinta hirsiulkoseinän ulkopinta hirsiulkoseinän sisäpinta yläpohjan höyrynsulun ja eristeen väli yläpohjaeristeen yläpuoli (ullakkotila) katteen alapuoli Tiedot tallentuvat puolen tunnin välein vähintään kolmen vuoden ajan. Ulkoilman lämpötila, suhteellinen kosteus, tuulen voimakkuus ja suunta saadaan seurattavien talojen kanssa samalle tontille asennetusta sääasemasta. Yhdessä ulkoilman kosteus- ja lämpötilatietojen sekä tuuliolosuhteiden kanssa kertyvä data tarjoaa tutkijoille hyvät mahdollisuudet mm. seuraaviin tutkimuksiin: tuulen suunnan ja voimakkuuden vaikutus talon energiankulutukseen eri vuodenaikoina Maanvaraisen alapohjan vuodenajoista riippuva lämpötila- ja kosteusvaihtelu. maanvaraisen alapohjan alla olevan sorakerroksen kosteuspitoisuuden kehittyminen rakennuksen valmistumista seuraavien vuosien aikana yläpohjaeristeen kosteuspitoisuuden riippuvuus ulkoilman lämpötilasta ja kosteuspitoisuudesta Huoneilman vuotuiset kosteuspitoisuuden vaihtelut hirsitalossa hirsiulkoseinän sisä- ja ulkopinnan lämpötila- ja kosteuserot eri vuodenaikoina hirsiseinän massiivisuuden vaikutus seinän sisäpinnan lämpötilan muutoksiin hirsiseinän sisäpinnan kosteuspitoisuuden vaihtelut suhteessa huoneilman suhteelliseen kosteuteen. Kuva 24. Sääasema autokatoksen päädyssä 42

43 Sääasema tallentaa seuranta-ajalta puolen tunnin välein seuraavat suureet: ulkoilman lämpötila (C) ilmanpaine (mbar) ulkoilman kosteus (%) tuulen nopeus (m/s) nopeuden 10 min. keskiarvo (m/s) tuulen suunta (astetta) ulkoilman valoisuus (lux) Lisäksi tallentuu tietoja sääaseman kosteudesta ja lämpötilasta. Kuva 25. Sääaseman näyttö Data tallennetaan Pudasjärven kaupungin serveriin. Mittaustietoja voidaan tarkastella näytöltä ja niistä saatavat mittaustiedot on tallennettuna myös xx-muodossa palvelimelle. Data on suoraan siirrettävissä excel taulukoihin, joten sen analysointi ja tulostaminen eri muodoissa on helppoa. Erityisesti tuulen voimakkuuden ja suunnan vaikutusta talojen energiankulutukseen on mielenkiintoista tutkia kolmen vuoden keräysjakson päätyttyä. Kuva 26. Ulkoilman lämpötila ja suhteellinen kosteus

44 9.2 Tutkittavat kohteet Karhukunnaalle rakennettuihin kolmeen paritaloon Asunto Osakeyhtiö Pudasjärven Jokilehtoon on asennettu datankeruujärjestelmä. Kaikista huoneistoista kerätään energiankulutustiedot. Erikseen mitataan sähkö ja kaukolämpö sekä sähkökiukaan kulutus. Asunnoista A1, B3 ja C6 talletetaan rakenteiden lämpötila- ja kosteustietoja. Kuva 27. Mittausantureiden sijainti talossa A Kuva 28. Hirsiseinän kosteutta ja lämpötilaa seuraavat anturit asennettuina hirsiseinään porattuihin reikiin. Anturit sijaitsevat hirren sisällä noin 10 mm:n syvyydellä seinän ulko- ja sisäpinnasta. 44

45 Viereisessä kuvassa on esitetty antureiden sijainti rakenteissa. Hirsiseinä: ME05 kosteus ulkopinnassa % ME06 kosteus sisäpinnassa % TE01 lämpötila ulkopinnassa C TE02 Lämpötila sisäpinnassa C Alapohja: ME01 kosteus betonilaatassa % ME02 kosteus eristeen alapuolella % TE03 lämpötila betonilaatassa C TE04 lämpötila eristeen alapuolella C Yläpohja: ME03 kosteus ullakkotilassa % ME04 kosteus eristeessä % TE05 lämpötila katteen alapinnassa C TE06 lämpötila ullakkotilassa C TE07 lämpötila eristeen alapinnassa C Huoneilma: ME20 kosteus huoneilmassa % TE20 lämpötila huoneilmassa C Kuva 29. Rakenteisiin asennetut anturit. Lukemat klo

46 Tallennetusta datasta voidaan poimia yksittäisen rakenteen lämpötila- ja kosteustietoja haluttuna ajankohtana. Mahdollisuus verrata rakenteen lämpötilan ja kosteuspitoisuuden muutoksia sisä- tai ulkoilman vastaaviin muutoksiin tarjoaa hyvät lähtökohdat monenlaisille tutkimuksille. Hirren massiivisuuden vaikutusta seinän U-arvoon on tutkittu Tampereen teknisessä yliopistossa sekä myös Saksassa Bauakademie Salzburg wurdenissa vuonna Nämä tutkimukset on tehty tutkimusta varten rakennetuissa pienissä koemökeissä (katso sivu 30). Näissä molemmissa tutkimuksissa on havaittu, että hirren massiivisuus vaikuttaa seinän eristyskykyyn. Karhukunnaan kohteista kolmen vuoden aikana kerätyillä tiedoilla voidaan tarkistaa tehtyjen tutkimusten tulosten oikeellisuutta todellisissa olosuhteissa. Kerätty aineisto voidaan tarjota esimerkiksi Oulun tai Tampereen yliopistojen tutkijoille syvempiä analyysejä varten. Kuva 30. Hirsiseinän ulko- ja sisäpinnan lämpötilan ja kosteuden vaihtelut elokuuta Seinän ulkopinnan lämpötila vaihtelee asteen välillä. Hirren ulkopinnan suhteellisen kosteuden vaihtelu samaan aikaan on välillä 54%... 79%. 46

47 10. Motivoiva kotiautomaatio Tampereen teknisen yliopiston tutkimuksissa asukkaan vaikutus talon energiankulutukseen on suurin (Juha Vinha, Minna Korpi & al 2005: Puurunkoisten pientalojen kosteus- ja lämpöolosuhteet, ilmanvaihto ja ilmatiiviys). Tutkituissa asunnoissa laskennallinen kulutus vaihteli välillä kwh/m 2. Mitattu kulutus taas vaihteli välillä kwh/m 2. Asukaskohtainen vaihtelu oli viisinkertainen ja suurin kulutus laskennalliseen verrattuna 2,5 kertainen. Ulkoseinien U-arvon merkitys talon energiankulutukseen on mitätön verrattuna asukkaiden käyttäytymiseen. Asunto Osakeyhtiö Pudasjärven Jokilehdon kolmeen asuntoon on asennettu motivoiva kotiautomaatiojärjestelmä. Kolmesta asunnosta järjestelmä puuttuu. Koska asunnot ovat C6:sta lukuunottamatta saman kokoiset, voidaan motivoinnin vaikutusta energiankulutukseen arvioida vertaamalla kotiautomaatiolla varustettujen huoneistojen energian- ja vedenkulutusta niihin huoneistoihin, joista se puuttuu. takaisin kotona-tilaan. Ulkovalaistus toimii valoisuuslähettimen ja aikaohjelman ohjaamana. Automaatiojärjestelmään ohjelmoidut tilanneohjaukset pyrkivät vähentämään energian kulutusta ja pitävät talon talotekniset järjestelmät tilanteen mukaisissa asetusarvoissa. Huoneistoon on asennettu informaationäyttö, josta näkyy rakennuksen hetkellisen kulutuksen ja tavoitekulutuksen arvo euroissa. Näytön avulla pyritään motivoimaan asukasta käyttämään energiaa siten, että kulutus olisi tavoitekulutuksessa tai sen alle. Kotiautomaatio ohjaa huoneiston taloteknisiä laitteita tilanneohjausten mukaan. Järjestelmää ohjataan lätkällä, joka aktivoi huoneiston ohjelmoidun tarpeen mukaiseen tilaan. Esimerkiksi ilmanvaihto menee poissa-tilaan asukkaan lähtiessä töihin käyttämällä lätkää koodiohisulkijassa ja kotiin palatessa lätkällä kuitataan talo Kuva 31. Motivoivan kotiautomaation näyttöpääte sijaitsee keskeisellä paikalla uloskäynnin varrella. 47

48 VISIO: Motivoiva kiinteistöautomaatio rakentamismääräyksiin Hirsikorttelihankkeessa motivoivan kotiautomaation avulla pyritään vaikuttamaan asukkaan käyttötottumuksiin energiankulutusta vähentävästi. Karhukunnaan alueen rakennustapaohjeissa on suositeltu asuntoihin motivoivaa kotiautomaatiojärjestelmää. Kotiautomaatio tarkoittaa järjestelmää, jolla ohjataan taloteknisiä laitteita, valaistusta, ilmanvaihtoa, lämmitystä jne, tilanneohjausten mukaan. Mittaamalla kiinteistön käyttämä energian- ja vedenkulutus ja vertaamalla niitä laskennallisiin (E-luku, standardi rakennus) kulutuksiin, voidaan näytön avulla kertoa asukkaalle rakennuksen senhetkinen energiankulutus verrattuna laskennalliseen tavoitekulutukseen. Kun näyttöyksikkönä ovat eurot, pitäisi vaikutuksen tehota hyvin. Rakentamismääräyksillä pyritään vaikuttamaan rakennuksen energian kulutukseen, rakenteille asetettujen lämmönläpäisykertoimien, tiiveydelle asetettujen vaatimusten, ilmanvaihdon LTO:n vuosihyötysuhteen sekä lämmöntuottojärjestelmän valinnan avulla. Suurimpana yksittäisenä kiinteistön energiankulutukseen vaikuttavana tekijänä on kuitenkin kiinteistön käyttäjä. Näitä asioita ei ole otettu huomioon rakentamismääräyksissä riittävässä määrin. Rakentamismääräyksien avulla kiinteistöjen automatisointia sekä sen hyödyntämistä asukkaita opastavana järjestelmänä tulisi tulevaisuudessa lisätä. Uuden vuonna 2012 heinäkuun alussa voimaan tulleen Suomen Rakentamismääräyskokoelman D3 mukaan, rakennukset tulee varustaa energiankäytön mittauksella tai mittausvalmiudella siten, että rakennuksen eri energiamuotojen käyttö voidaan helposti selvittää. Energian ja veden mittauksilla nähdään kiinteistön kulutuslukemat ja niistä laskemalla saadaan selvillä näiden kulutukset. Kulutuksien seuranta sekä sähköinen huoltokirja voidaan lisätä kiinteistöautomaatioon. Kiinteistöautomaation avulla voidaan kiinteistön käyttäjälle näyttää helposti ymmärrettävässä muodossa energian- ja vedenkulutuksen tila. Asunnon sisäänkäynnin yhteyteen voidaan asentaa kosketusnäyttö, joka näyttää kiinteistön energia- ja veden kulutuksen senhetkistä tilaa indikaattorin avulla, sekä kertoo talon huoltotarpeesta. Energian seurantaohjelmien sekä sähköisten huoltokirjojen kehittäminen antaa mahdollisuuden kaupalliselle toiminnalle. Energianseurantaja huoltokirjaohjelman muistuttaessa kiinteistön huoltotarpeesta, tulisivat huollot suoritetuksi ajallaan. Tämä tarjoaa mahdollisuuden niiden tuotteiden ja palveluiden myyntiin, mitä sen hetkisessä tilanteessa tarvitaan. Esimerkiksi ilmanvaihdon suodattimien tilaus, sakokaivojen tyhjennys, pelletin tilaus, vanhuksilla asumista helpottavien palveluiden tilaus jne. Lisäksi kiinteistön tekniset dokumentit löytyvät niille varatusta paikasta. Motivoivan kiinteistöautomaation yleistymiseen voitaisiin vaikuttaa rakentamismääräyksillä. Systeemin rakentamiskustannukset ovat vähäiset verrattuna sillä saatavaan säästöön. Säästö tulee kokonaan asukkaan hyväksi. Kuva 32. Kotiautomaatioon, kosteus- ja lämpötilaseurantaan liittyviä laitteita seinään asennettuna 48

49 11. Rakennuksen purkamisen vaikutus ekotehokkuuteen Rakennuksen elinkaaren viimeinen vaihe käsitellään hirsikorttelihankkeessa skenaariona. Kaikki soveltuvat jätteet kierrätetään joko raakaaineiksi tai energiaksi. Materiaalien energiasisällöstä voidaan laskea energiajätteeksi hyödynnettävä osa. Hirsistä ja puutavarasta osa voidaan kierrättää uusiin rakennuksiin. Jätteiden hyödyntämisellä voidaan vähentää luonnonvarojen käyttöä ja siitä aiheutuvia ympäristövaikutuksia. Purkutyön energiankulutusta on vaikea arvioida 50 vuoden päähän. Ennakkoon ei ole mahdollista arvioida mihin puretut hirret käytetään tai miten purkujätteet käsitellään. Myös työkoneiden ja -menetelmien kehittyminen ja polttoaineiden muuttuminen biopohjaisiksi vaikuttaa suuresti purkuvaiheen päästöihin. Ekologisesti paras lopputulos purkuvaiheessa saadaan, jos kaikki hirret ja mahdollisesti myös muu runkopuutavara käytetään uudelleen joko rakentamiseen tai muuhun pitkäaikaiskäyttöön. Puumateriaalin polttaminen tai hautaaminen kaatopaikalle palauttaa siihen sitoutuneen hiilen takaisin luonnon kiertokulkuun. Uudelleenkäyttö jatkaa hiilinielun toimintaa. Näissä skenaariolaskelmissa rakennuksen käyttöiäksi on laskettu 50 vuotta. Käytännössä hirsirakennusten odotettavissa oleva ikä on huomattavasti korkeampi. Suurin uhka vanhoille hirsirakennuksille on ollut tulipalo. Nykyiset palomääräykset, hälytys- ja suojelutekniikka kuitenkin parantavat paloturvallisuutta, eikä hirsitalon paloturvallisuus nykyisin eroa muiden puurakenteisten talojen paloturvallisuudesta. Kaikkein ekologisin ratkaisu on jatkaa rakennuksen ikää tekemällä siihen täydellinen peruskorjaus, jonka yhteydessä poistetaan kaikki mahdolliset kosteusongelmia aiheuttavat syyt. Elinkaaren loppuvaiheen päästöjen määrä riippuu purkujätteen käsittelystä. VTT:n raportissa As.Oy Jokilehdon purkujätteitä on tarkasteltu skenaariotarkasteluna. Kaikki puujäte, myös hirret poltetaan energiaksi ja muut jätteet viedään kaatopaikalle sekajätteenä. Purkutyön energiankulutukselle on käytetty samoja arvoja kuin rakentamiselle. Energiankulutuksen osalta purkaminen on ikäänkuin käänteinen toimenpide rakentamiseen nähden. Tällä tarkastelulla purkutyön energiankulutukseksi saatu arvo on todennäköisesti todellista suurempi. Ottaen huomioon purkutyön osuuden vähäisyys koko elinkaaren aikuisesta energiankulutuksesta, virhe on kuitenkin merkityksetön. Elinkaaren loppuvaiheen päästöt riippuvat jätteiden käsittelytavasta. VTT:n laskelmissa purkujätteet lajiteltiin hirsiin, muuhun puutavaraan ja sekajätteisiin. Tällä lajittelulla osa polttoarvoa sisältävästä jätteestä päätyy sekajätteisiin. Tällaisia materiaaleja ovat mm. solumuovieristeet, kattohuovat, muovit, paperit ja sellueriste. Sellueristettä lukuunottamatta muiden sekajätteiden energiasisältö on fossiilista. Sitä, kuinka pitkään esimerkiksi kaatopaikoille toimitettu muovijäte sitoo siihen sisältyvän hiilen, ei ole tutkittu. Sellujätettä VTT:n raportissa on käsitelty seuraavasti: Puukuitueristeitä ei voida käyttää lämmöntuotannossa, sillä ne sisältävät yleisesti booria, joka toimii palon- ja lahonestoaineena. Eristeitä voidaan kuitenkin tietyin edellytyksin käyttää uuden lämmöneristeen raaka-aineena tai käyttää maanparannusaineena. Tässä tehtävässä tarkastelussa oletetaan, että puukuitueristejätteen kaikki mahdolliset loppukäsittelyt säilyttävät tuotteen hiilivaraston rakennuksen 50 vuoden elinkaaren lopussa. 49

50 12. Rakennettujen kohteiden tulokset Projektin aikana Karhukunnaalle rakennettiin viisi rakennusta. Kaksi rakennuksista on kaksikerroksisia toimistorakennuksia ja kolme yksikerroksisia paritaloja, joihin tuli yhteensä kuusi asuntoa. Asuntojen huoneistoalat ovat 60 ja 80 m 2. Asunnoista kolme valittiin tarkemman seurannan kohteiksi. Tarkemmat tiedot kohteista ovat liitteessä 1. Toisen toimistorakennuksen rakentaminen oli hankkeen päättymisen aikaan vielä kesken. Rakennukselle voitiin kuitenkin tehdä rakennusmateriaalien ympäristöarviointi, tosin loppuosa rakentamiseen käytetyn materiaalien määrittelystä täytyi arvioida suunnitelmista. Projektisuunnitelman mukaisesti kaikkien kohteiden materiaalien ympäristöprofiili laskettiin VTT:n laatimalla työkalulla. Rakentamisen aikainen energiankulutus selvitettiin työmaalla tapahtuvan seurannan avulla. Ympäristöprofiili määriteltiin kustakin kohteesta toteutuneilla rakenteilla ja sen lisäksi tehtiin skenaariolaskelmat kahdesta vaihtoehtoisesta rakenneratkaisusta. Nämä skenaariovaihtoehdot nimettiin normitalo ja ekologisin. Skenaariolaskelmilla pyritään selvittämään miten hirsirunkoisen talon valmistuksen ympäristövaikutukset poikkeavat yleisimmin käytetyillä rakenteilla tehdystä talosta ja toisaalta, kuinka paljon ympäristöprofiiliin voidaan vaikuttaa käyttämällä ekologisimpia mahdollisia valintoja rakentamisessa. Skenaariovaihtoehdot määriteltiin seuraavilla periaatteilla: Normitalo: Rakenteissa käytetään v energiatehokkuusmääräykset täyttäviä yleisesti käytettyjä rakenteita ja rakenneratkaisuja. Ekologisin: Rakenteissa käytetään ekologisimpia mahdollisia valintoja. Energiatehokkuustaso on ekologisimmassa vaihtoehdossa sama kuin toteutetussa. Ekologisemman talon rossipohjan U-arvo on normien vaatimuksen mukaisesti parempi. Tarkemmin rakenteet on esitetty kunkin kohteen tarkastelun yhteydessä. Tarkemman analyysin kohteeksi otetuissa As. Oy Jokilehdon paritaloissa normitalon asumisenaikainen energiankulutus asetettiin samalle tasolle, kuin toteutetun hirsirakenteisen talon energiankulutus. Näin tehtynä vaihtoehtojen vertailu elinkaaren lopussa on helpompi tehdä. Normitalon energiatehokkuus säädettiin yläpohjaeristyksellä ja ikkunoiden U-arvoilla. Hankkeen yhtenä tarkoituksena oli selvittää, soveltuuko hirsi matalaenergia- ja passiivitalojen rakentamiseen. Jo hankesuunnitelmassa mainitaan, että nykyisten määritelmien mukaisesti se ei ole mahdollista, johtuen hirsiulkoseinien lämmöneristyskyvyn rajallisuudesta. Suomalaiset matalaenergia- ja passiivitalomääritelmät eivät kuitenkaan huomioi koko elinkaaren aikaista energiankulutusta. Määrittelyt perustuvat vain rakennuksen käytön aikaiseen energiankulutukseen. Tilanne on johtanut, että talon rakentaminen voi kuluttaa resursseja ja tuottaa päästöjä enemmän kuin syntyy seuraavien 50 vuoden lämmityksestä ja ylläpidosta. Tämän hankkeen tulosten perusteella VTT on laskenut kuinka suuri merkitys rakentamisen ja rakennustuotteiden valmistamisen energiankulutuksella on talon ympäristöprofiiliin. Tarkastelussa on otettu huomioon kaikki tiedossa olevat tekijät, lähtien materiaalihankinnasta siihen saakka kun talo elinkaaren lopussa puretaan ja purkujätteet hävitetään tai uusiokäytetään. VTT:n tekemät skenaariolaskelmat ottavat huomioon rakennusten sisältämän hiilen. VTT on tarkastellut hiilinielua kolmen eri kansainvälisen standardin mukaan. Siitä, mikä standardeista tulee yhteisesti hyväksytyksi, ei ole vielä varmaa tietoa. VTT:n käyttämät sdantardit ovat ISO 14067, PAS 2050 ja PREN Viimeinen on uusin, osin vielä keskeneräinen standardi, joka määrittelee hiilivaraston ilmakehästä määräajaksi poistuneeksi hiileksi. 50

51 VTT:n tekemät, koko elinkaaren huomioivat skenaariolaskelmat ovat ainutlaatuiset hirsitalojen osalta. Niistä saatava tieto on arvokasta tulevien energiatehokkuusmääräysten valmistelussa. Ennakkotietojen mukaan vuoden 2017 aikana voimaan tulevissa määräyksissä myös materiaalitehokkuus tulee mukaan. Tämän hankkeen ansiosta määräysten valmistelijoille voidaan antaa tutkittua, objektiivista tietoa hirsitalon rakentamisen ympäristövaikutuksista. Toimistorakennusten osalta loppuraportissa on esitetty materiaalivalmistuksen ympäristöprofiili. Tuloksena on saatu eri vaihtoehtojen rakennusaikainen hiilijalanjälki, jossa on eritelty materiaalituotanto. Näiden rakennusten osalta ei ole tarkasteltu materiaalivalmistuksen yhteydessä syntyneen jätteen vaikutuksia. Suurin osa näistä jätteistä on hukkapuuta, ja se on hyödynnettävissä bioenergiaksi. Rakennus kerroksia kerrosala m2 tilavuus m3 nettoala m2 kpl Hirsikunnas I Hirsikunnas II 2 811, As Oy Jokilehto A As Oy Jokilehto B As Oy Jokilehto C 1 162, Taulukkko 3. Karhukunnaalle projektin aikana rakennetut rakennukset. Nettoala tarkoittaa E-luvun laskennassa käytettävää lämmintä lattia-alaa Tarkastellun paritalon As. Oy Jokilehdon koko tutkimusraportti on julkaistu VTT-technology sarjajulkaisuna. 51

52 12.1 Hirsikunnas I Rakennus on kaksikerroksinen toimistorakennus, joka on rakennettu Metsähallituksen Pudasjärven toimipisteen käyttöön. Rakennus muodostuu kahdesta suorakaiteen muotoisesta osasta, joita yhdistää sisääntuloaula ja porraskäytävä. Kaksikerroksisuus ja pelkistetty muoto lisäävät energiatehokkuutta. Kokonaisenergiatehokkuutta taas heikentää rakennuksen massan jakautuminen kahteen osaan. Kaavassa kortteli on varattu asuinkerrostalojen, rivitalojen ja muiden kytkettyjen asuinrakennusten rakentamiseen. Kaavan mukaan 10% kerrosalasta voi olla liike- ja toimistotilaa. Rakennuslupahakemuksen yhteydessä muutos käsiteltiin vähäisenä poikkeamana kaavasta. Muilta osin rakennus täyttää kaavamääräykset ja pääosan rakentamistapaohjeiden suosituksista. Rakennuksen energiatehokkuudessa pyrittiin rakentamistapaohjeiden matalaenergiatasoon, joka oli määritelty seuraavasti: Tilojen lämmitykseen käytettävän nettoenergian mitoittava kulutus saa olla enintään 75 kwh/(m²a). Kulutukseen ei lasketa mukaan taloussähkön energiankulutusta. Rakennuksen on suunnitellut arkkitehtitoimisto Juha Paldanius Kuva 33. Hirsikunnas I etelästä päin kuvattuna. 52

53 Kuva 34. Kohteen asemapiirros. Kohde sijaitsee Karhukunnaan alueen pohjoislaidalla. Pienempi kuva alla osoittaa Hirsikunnas I:n tontin sijainnin. Tontin rakennusoikeus on yhteensä 1200 m², joten rakennusta voidaan laajentaa tai tontille voidaan rakentaa toinen noin 600 m²:n rakennus. Kunnaantie Sora sp Pyörät Tämä sivu rakennusalueen rajan suuntaisesti (+0.080) II Jäte sp LUMET Asfaltti YHT 22 AP Puomi h=600 Kiveys INVAP Luiska 1:12, Puomi h=600 Muuri yr Asfaltti sp Terassi AKR II :14 LT PELASTUSTIE LT Pudasjärven P hirsikorttelihanke, loppuraportti Karhukunnaantie m

54 Kuva 35. Hirsikunnas I 1-kerros Kohteen rakentaminen alkoi huhtikuussa 2011 ja se otettiin käyttöön saman vuoden syyskuun alussa. Rakentaminen ajoittui lämpimään vuodenaikaan, millä oli merkitystä rakentamisen aikaiseen energiankulutukseen, koska sulatuksia ja lämmitystä ei tarvittu. 54

55 Kuva 36. Hirsikunnas I 2-kerros 55

56 Kuva 37. Hirsikunnas I leikkaus Rakennuksen perustiedot Pinta-ala ja tilavuustiedot Rakennuttaja Pudasjärven kaupunki Talotoimittaja Kontiotuote Oy Rakennuksen ala 311 m2 Katuosoite Karhukunnas Kerrosala 576 m2 Postinumero Nettoala 510 m2 Paikkakunta Pudasjärvi Rakennustilavuus 2400 m3 Rakennusvuosi

57 Taulukko 4. Hirsikunnas I, rakenteet eri laskentavaihtoehdoissa 57

58 Rakennusmateriaalien valmistuksen ympäristövaikutukset Massa, raaka-aineiden kulutus ja kasvihuonekaasupäästöt Rakennuksen massa on suurin toteutetussa vaihtoehdossa johtuen sekä hirsiseinistä, että maanvaraisesta alapohjasta. Kevein on normitalo, jossa hirsiseinän tilalla on normaali puurankaseinä. Rossipohjasta huolimatta ekologisin vaihtoehto on normitaloa raskaampi. Syynä tähän on, että myös kaikki väliseinät on laskettu hirsirakenteisina. resurssi normitalo toteutus ekologisin rakennuksen massa tn uusiutuva raaka-aine tn uusiutumaton raaka-aine tn sitoutunut hiilidioksidi tn kasvihuonekaasupäästöt tn Toteutetussa kohteessa uusiutuvia ja uusiutumattomia raaka-aineita on kulunut suurin piirtein saman verran. Ekologisimmassa vaihtoehdossa 2/3 osaa on uusiutuvia ja normitalossa vain 1/5 osa on uusiutuvia raaka-aineita. Normitalon raaka-aineiden suhde johtuu betonirakenteisesta maanvaraisesta alapohjasta ja toisaalta seinärakenteiden keveydestä verrattuna hirsiseiniin. Rakenteisiin sitoutuneen hiilen määrä on ilmoitettu hiilidioksidina. Ekologisimmassa vaihtoehdossa se on yli kolminkertainen normitaloon verrattuna. Suurin osa tästä energiasta on puurakenteissa. Normitalossa sitoutuneen hiilidioksidin määrä on sama kuin valmistuksessa syntyneiden kasvihuonekaasujen määrä. Toteutetussa ratkaisussa rakennukseen on sitoutunut yli kolme kertaa se määrä hiilidioksidia, mikä on syntynyt rakennusosien valmistuksessa. Ekologisimmassa vaihtoehdossa nielu on yli 4,5 kertainen päästöjen määrään nähden. Kuva 38. Hirsikunnas I, materiaalivalmistuksen raaka-aineiden kulutus sekä kasvihuonekaasupäästöt (tn). 58

59 Energiankäyttö ja energiasisältö Kokonaisenergian käytössä ei ole suurta eroa vaihtoehtojen välillä. Sen sijaan uusiutuvan ja uusiutumattoman energian käytön suhteissa on suuria eroja. Uusiutuvan energian määrä on ekologisimmassa vaihtoehdossa yli kaksinkertainen normitaloon verrattuna. energia normitalo toteutus ekologisin uusiutuva energia GJ uusiutumaton energia GJ energiankäyttö yhteensä GJ energiasisältö GJ Ero syntyy suurimmaksi osaksi eristeiden valmistuksesta. Mineraalivillaeristeet seinissä ja yläpohjassa, sekä solumuovieristeet maanvaraisessa alapohjassa kuluttavat paljon uusiutumatonta energiaa verrattuna puukuitueristeisiin. Maanvaraisen alapohjan betonin valmistaminen kuluttaa myös enemmän uusiutumattomia luonnonvaroja verrattuna rossipohjan puurakenteisiin Rakenteisiin sitoutuneen energian määrä on ekologisimmassa vaihtoehdossa yli kolminkertainen normitaloon verrattuna. Kuva 39. Hirsikunnas I, energiankäyttö ja rakenteiden energiasisältö (GJ). 59

60 Ympäristövaikutusten jakautuminen rakennusosittain NORMITALO Taulukko 5. Hirsikunnas I, ympäristövaikutusten jakautuminen rakennusosittain eri skenaariovaihtoehdoissa. Arvot on poimittu laskentatyökalun tulosteista. TOTEUTUS EKOLOGISIN Harmaa nettopäästöt sarake on rakennusmateriaalien valmistuksen tuottamien kasvihuonekaasujen ja materiaaleihin sitoutuneeseen hiilidioksidin erotus. Arvon ollessa negatiivinen, on rakennuksen muodostama hiilinielu suurempi kuin materiaalien valmistuksen hiilijalanjälki. Keltainen nettoenergian käyttö sarake on uusiutumattoman energian ja energiasisällön erotus. Negatiivinen arvo tarkoittaa, että materiaalivalmistukseen on käytetty vähemmän uusiutumatonta energiaa kuin rakenteisiin on varastoitunut energiaa. Suurin osa rakenteisiin varastoituneesta energiasta on bioenergiaa (puuainesta), joka on hyödynnettävissä energiantuotantoon rakennuksen elinkaaren lopussa. Edellämainitut vertailuarvot antavat jonkinlaisen käsityksen tuotteen valmistuksen ekologisuudesta. Tuotteiden hiilinielun huomioiminen elinkaaritarkasteluissa on vielä vailla vakiintunutta käytäntöä. PAS 2050 ja ISO standarteissa on esitetty laskentamalli, mutta kumpikaan niistä ei ole vielä saanut kansainvälistä hyväksyntää. 60

61 Kasvihuonekaasupäästöjen jakautuminen rakennusosittain NORMITALO TOTEUTUS EKOLOGISIN Kuva 40. Hirsikunnas I, kasvihuonekaasupäästöt rakennusosittain eri skenaarioissa %. Suurin ero normitalon ja toteutetun välillä päästöjen kohdistumisessa on ylä- ja alapohjassa. Yläpohjan päästöjen ero johtuu eristeen vaihtamisesta sellueristeestä mineraalivillaeristeeksi. Toteutetussa vaihtoehdossa eniten päästöjä on syntynyt ala- ja välipohjista (29%) ja normitalossa yläpohjasta (29%). Maanvaraisessa alapohjassa suurin osatekijä on solumuovieristeiden valmistus, jonka osuus on reilu 35% alapohjan päästöistä. Betonilaatan osuus on noin 30% ja lattianpäällysteiden 10%. Välipohjan osuus ryhmän päästöistä on 29%. Yläpohjarakenteiden valmistaminen tuotti toteutetussa rakennuksessa toiseksi suurimmat kasvihuonekaasupäästöt (20%), vaikka eristeenä on käytetty puukuitueristettä. Vesikattorakenne sisältyy tarkastelussa yläpohjaan. Huopakatteen valmistuksen osuus yläpohjan päästöistä on yli 53%. Puukuitueristeen osuus on noin 24% ja loput 23% tulevat höyrynsulkumuovista, kattoristikoista ja puutavaran valmistuksesta. Väliseinät olivat kolmanneksi suurin ryhmä %:n osuudella. Väliseinissä suurin päästölähde on hirsien valmistus, jonka osuus on 55% väliseinien kokonaispäästöistä. Osa väliseinistä on hirsirakenteisia. Kevyiden väliseinien kipsiverhouksista syntyi 33% päästöistä. Loput 12% syntyi paneliverhouksista ja eristeistä. Ulkoseinien hirsien valmistus tuotti % kasvihuonekaasupäästöistä. Näissä laskelmissa ei ole huomioitu valmistuksen sivutuotteena syntyvän energiapuun polttamisesta saatavaa puhdasta energiaa hirsituotannon hyväksi. Jos se otetaan huomioon, on hirsien valmistuksen kasvihuonekaasutuotto negatiivinen. Perustusten valmistaminen tuotti 7-11 % päästöistä skenaariosta riippuen. Siitä betonin osuus on 75% ja loput perustusten päästöistä tulee solumuovieristeistä. 61

62 Rakennuksen massan, ja raaka-aineiden käytön jakautuminen rakennusosittain Maanvarainen alapohja on painavin osa rakennuksesta. Yhdessä perustusten kanssa se muodostaa yli puolet rakennuksen massasta. Jos maanvarainen alapohja korvataan rossipohjalla, kevenee rakennuksen paino yli 50 tn ja perustusten ja alapohjan osuus laskee 30%:iin rakennuksen koko massasta. Ulkoseinät ja väliseinät ovat tässä rakennuksessa kumpikin 17% massasta ja yläpohja 11%. Loput 4% tulevat ikkunoista, ovista ja muista täydentävistä rakenteista. Puuta on eniten hirsiulkoseinissä ja yläpohjassa. Yläpohjan uusiutuvista raaka-aineista 27% on sellueristeessä, 33% runkorakenteissa, 4,3% raakaponttilaudoituksessa ja loput katon alapinnan koolauksessa ja paneliverhouksessa. Uusiutuvia raaka-aineita ei ole perustuksissa eikä alapohjassa. Välipohja, väliseinät ja täydentävät rakenteet (ikkunat, ovet) sisältävät yhdessä noin neljänneksen rakennuksen uusiutuvasta materiaalista. Uusiutumattomia raaka-aineita on perustuksissa (36%) ja ala- ja välipohjassa. Alapohjan osuus on siitä kaksi kolmannesta ja välipohjan kolmannes. Muissa rakenteissa uusiutumattomia raakaaineita on kulutettu yhteensä vain 10%. Rakennuksen massan ja käytettyjen raaka-aineiden määrä ei ole samansuuruinen. Raaka-aineiden menekki lasketaan raaka-aineiden lähteestä alkaen, joten siihen sisältyy myös kaikki materiaalihukka, jota ei käytetä sivutuotteena muuhun tarkoitukseen. Kuva 41. Hirsikunnas I, massan, uusiutuvan ja uusiutumattoman raaka-aineen jakautuminen rakennusosittain, toteutetussa vaihtoehdossa. 62

63 Hiili- ja energiasisällön jakautuminen rakennusosittain Rakennuksen hiilisisältö on varastoitunut lähinnä puurakenteisiin. Hirsiulkoseinät varastoivat 37% koko rakennuksen hiilestä. Tässä rakennuksessa myös noin puolet väliseinistäkin on hirsirakenteisia, joten väliseinien osuus hiilisisällöstä nousee 32 %:iin. Yläpohjan puukuitueriste ja puurakenteet varastoivat 22% ja alapohjan solumuovieristeet noin 6%. Loput hiilestä sisältyvät puurakenteisiin ikkunoihin ja oviin. Rakennuksen energiasisällön jakautuminen vastaa lähes tarkoin hiilisisällön jakaumaa. Yläpohjan selluvillan ja alapohjan solumuovieristeiden puurakenteista poikkeava energiasisältö muuttaa tilannetta jonkin verran. Purkuskenaariota ajatellen puukuitueristeen ja maanvaraisen alapohjan alla olevan solumuovieristeen käyttäminen energiantuotantoon ei nykytekniikalla ole täysin mahdollista. Niiden osuus on kuitenkin hyvin pieni rakennuksen koko energiasisällöstä (1,7%). Näidenkin hävittäminen polttamalla on kuitenkin mahdollista ongelmajätteiden polttolaitoksella. Kuva 42. Hirsikunnas I, hiilisisällön ja energiasisällön jakautuminen rakennusosittain, toteutetussa vaihtoehdossa. 63

64 Ympäristövaikutusten tunnuslukuja Tunnusluvut on laskettu rakennuksen lämmintä nettopintaalaa kohden. Nettopinta-ala vastaa E-luvun laskennassa käytettävää pinta-alaa. Tunnuslukuja voidaan käyttää eri rakennusten energia- ja materiaalitehokkuuksien vertailuissa. Tässä kohteessa tunnusluvut sisältävät vain materiaalivalmistuksen ympäristövaikutukset. Niitä voidaan käyttää vertailuun vain samalla periaatteella laskettujen kohteiden kanssa. Ympäristövaikutusten tunnuslukujen käyttäminen ei ole vielä yleistynyt, ja ne on esitetty tässä esimerkinomaisesti. Kuva 43. Hirsikunnas I, kasvihuonekaasupäästöt ja raaka-aineiden käyttö, tunnusluvut tn/nettoala m² normitalo toteutus ekologisin uusiutuva raaka-aine 0,10 0,29 0,39 uusiutumaton raaka-aine 0,39 0,35 0,18 sitoutunut hiilidioksidi -0,13-0,35-0,47 kasvihuonekaasupäästöt 0,13 0,11 0,10 GJ/nettoala m² normitalo toteutus ekologisin uusiutuva energia 0,46 0,81 1,02 uusiutumaton energia 2,07 1,68 1,56 energiankäyttö yhteensä 2,54 2,49 2,57 energiasisältö 2,04 5,03 6,39 Taulukko 6 Hirsikunnas I, tunnusluvut Kuva 44. Hirsikunnas I, energiankäyttö ja rakenteiden energiasisältö, tunnusluvut 64

65 12.2 Hirsikunnas II Rakennus on kaksikerroksinen toimistorakennus. Rakennukseen tulee toimistotiloja metsäalan yritysten käyttöön sekä mm. 6-huoneistoinen toimistohotelli. Rakennus on L-muotoinen ja siinä on kaksi pääsisäänkäyntiä. Kaksikerroksisuus lisää energiatehokkuutta, mutta pohjan monimuotoisuus heikentää sitä. Samoin kuin Hirsikunnas I:ssä, kortteli on varattu asuinkerrostalojen, rivitalojen ja muiden kytkettyjen asuinrakennusten rakentamiseen. Kuitenkin 10% kerrosalasta voi olla liike- ja toimistotilaa. Rakennuslupahakemuksen yhteydessä muutos käsiteltiin vähäisenä poikkeamana kaavasta. Muilta osin rakennus täyttää kaavamääräykset ja pääosan rakentamistapaohjeiden suosituksista. Myös tämän rakennuksen energiatehokkuudessa pyrittiin rakentamistapaohjeiden matalaenergiatasoon, joka oli määritelty seuraavasti: Tilojen lämmitykseen käytettävän nettoenergian mitoittava kulutus saa olla enintään 75 kwh/(m²a). Kulutukseen ei lasketa mukaan taloussähkön energiankulutusta. Kohteen rakentaminen oli tämän raportin kirjoittamisen aikaan vielä kesken, eikä rakentamisen aikainen energiankulutus ollut tiedossa. Rakennuksen on suunnitellut arkkitehti Seppo Koutaniemi. Kuva 45. Hirsikunnas II pohjoisesta päin kuvattuna. 65

66 Kuva 46. Kohteen asemapiirros. Pysäköintialueet jäävät tontin eteläosalle. Tontti rajataan katualueesta istutuksilla ja hirsiaidoilla rakennustapaohjeen mukaan. Nurmikkoalueet on korvattu luonnonturvekerroksella, joka on alueen luonnollinen pintamateriaali. Kaavan sallima rakennusoikeus tontilla on 1200 m², joten rakennusoikeutta jäi käyttämättä vajaat 400 m². Rakennusta voidaan laajentaa koillisen suuntaan. Alakuvassa on tontin sijainti Karhukunnaan alueella. 66

67 Kuva 47. Hirsikunnas II 1-kerros 67

68 Kuva 48. Hirsikunnas II 2-kerros 68

69 Kuva 49. Hirsikunnas II leikkaus Rakennuksen perustiedot Pinta-ala ja tilavuustiedot Rakennuttaja Pudasjärven kaupunki Talotoimittaja Kontiotuote Oy Rakennuksen ala 439 m2 Katuosoite Karhukunnas Kerrosala 811 m2 Postinumero Nettoala 757 m2 Paikkakunta Pudasjärvi Rakennustilavuus 3120 m3 Rakennusvuosi

70 Kuva 50. Hirsikunnas II, rakenteet eri laskentavaihtoehdoissa 70

71 Rakennusmateriaalien valmistuksen ympäristövaikutukset Massa, raaka-aineiden kulutus ja kasvihuonekaasupäästöt Tässä rakennuksessa hirsiseinien määrä ja hirren paksuus (275 mm) vaikuttavat rakennuksen massaan merkitsevästi. Toteutetun vaihtoehdon painosta 33% (228 tn) on hirsiä. Rakennuksessa on yli 6 km hirttä. Ekologista vaihtoehtoa keventää maanvaraisen alapohjan korvaaminen rossipohjalla. Siitä huolimatta normitalo jää keveimmäksi. resurssi normitalo toteutus ekologisin rakennuksen massa tn uusiutuva raaka-aine tn uusiutumaton raaka-aine tn sitoutunut hiilidioksidi tn kasvihuonekaasupäästöt tn Normitalossa vain 11% käytetyistä raaka-aineista on uusiutuvia. Normitalon raaka-aineiden epäsuhde johtuu betonirakenteisesta maanvaraisesta alapohjasta ja seinärakenteiden keveydestä verrattuna hirsiseiniin. Toteutetussa vaihtoehdossa uusiutuvien määrä on 42% ja ekologisimmassa ratkaisussa 60%. Rakenteisiin sitoutuneen hiilen määrä on ekologisimmassa vaihtoehdossa yli viisinkertainen normitaloon verrattuna. Toteutetussa vaihtoehdossakin se on yli nelinkertainen. Materiaalituotannossa syntyneiden kasvihuonekaasujen määrä ei poikkea huomattavasti eri skenaarioissa. Rossipohjan käyttäminen vähentää päästöjä ekologisimmassa vaihtoehdossa neljänneksellä muihin verrattuna. Normitalossa sitoutuneen hiilidioksidin määrä on vähemmän kuin valmistuksessa syntyneiden kasvihuonekaasujen määrä. Toteutetussa ratkaisussa rakennukseen on sitoutunut kolme kertaa se määrä hiilidioksidia, mikä on syntynyt rakennusosien valmistuksessa. Ekologisimmassa vaihtoehdossa nielu on yli 4,5 kertainen päästöjen määrään nähden. Kuva 51. Hirsikunnas II, materiaalivalmistuksen raaka-aineiden kulutus sekä kasvihuonekaasupäästöt (tn). 71

72 Energiankäyttö ja energiasisältö Kokonaisenergian käytössä normitalo yllättäen päihittää toteutetun ja ekologisimman vaihtoehdon. Hirsiseinien massiivisuudesta ja määrästä johtuen ekologisin vaihtoehto painaa yli 50 tonnia enemmän kuin normirakenne. Hirsien tuotannossa tarvitaan uusiutuvaa energiaa, joka nostaa kokonaisenergiankulutuksen määrää. energia normitalo toteutus ekologisin uusiutuva energia GJ uusiutumaton energia GJ energiankäyttö yhteensä GJ energiasisältö GJ Uusiutumattoman energian osuus normitalojen rakentamiseen käytetystä energiasta on 84%, toteutetun vaihtoehdon 68% ja ekologisimman 61%. Uusiutuvaa energiaa normirakennuksessa on käytetty vähemmän kuin hirsirakenteisissa. Normitalossa 16% käytetystä energiasta on uusiutuvaa. Toteutetussa vaihtoehdossa uusiutuvan määrä on 32% ja ekologisimmassa ratkaisussa 39%. Rakenteisiin sitoutuneen energian määrä on ekologisimmassa vaihtoehdossa melkein viisinkertainen ja toteutetussa vaihtoehdossakin yli nelinkertainen normitaloon verrattuna. Suurin osa tästä energiasta on hirsiseinissä. Jonkinlaisen kuvan puurakenteisiin sitoutuneen energian määrästä saa, kun muuttaa gigajoulet kilowattitunneiksi. Toteutetun rakennuksen 5888 GJ vastaa yli 1,6 miljoonaa kwh. Tämän päivän kuluttajasähkön hinnalla se on n Kuva 52. Hirsikunnas II, energiankäyttö ja rakenteiden energiasisältö (GJ). 72

73 Ympäristövaikutusten jakautuminen rakennusosittain NORMITALO Taulukko 7. Hirsikunnas II, ympäristövaikutusten jakaantuminen rakennusosittain eri skenaariovaihtoehdoissa. Taulukon arvot on poimittu laskentatyökalun tulosteista. TOTEUTUS Harmaa nettopäästöt sarake on rakennusmateriaalien valmistuksen tuottamien kasvihuonekaasujen ja materiaaleihin sitoutuneeseen hiilidioksidin erotus. Arvon ollessa negatiivinen, on rakennuksen muodostama hiilinielu suurempi kuin materiaalien valmistuksen hiilijalanjälki. EKOLOGISIN Keltainen nettoenergian käyttö sarake on uusiutumattoman energian ja energiasisällön erotus. Negatiivinen arvo tarkoittaa, että materiaalivalmistukseen on käytetty vähemmän energiaa kuin rakenteisiin on sitä varastoitunut. Suurin osa rakenteisiin varastoituneesta energiasta on bioenergiaa (puuainesta), joka on hyödynnettävissä energiantuotantoon rakennuksen elinkaaren lopussa. 73

74 Kasvihuonekaasupäästöjen jakautuminen rakennusosittain NORMITALO TOTEUTUS EKOLOGISIN Kuva 53. Hirsikunnas II, kasvihuonekaasupäästöt rakennusosittain eri skenaarioissa %. Hirsikunnas II:n kohdalla alapohja ja välipohjarakenteiden päästöt on laskettu erikseen. Suurin ero normitalon ja toteutetun välillä päästöjen kohdistumisessa on päästöjen jakautuminen ulkoseinien ja väliseinien kesken. Normitalossa kaikki väliseinät ovat kevytrakenteisia, kipsiverhottuja runkoseiniä, joissa ääneneristeenä on käytetty mineraalivillaa. Toteutetussa vaihtoehdossa reilut puolet väliseinistä on hirsirakenteisia. Normitalossa ulkoseinien päästöt ovat kaksinkertaiset väliseinien päästöihin verrattuna ja toteutetussa vaihtoehdossa molempien päästöt ovat samansuuruiset. Tässä kohteessa myös toteutetun vaihtoehdon yläpohjaeristeenä käytettiin mineraalivillaa. Suunnittelijan perustelut ratkaisulle olivat palonkestovaatimukset. Suomen rakentamismääräyskokoelman E1:n tulkinta tuottaa vieläkin erilaisia ratkaisuja tulkitsijasta riippuen. Selluvillan käyttäminen olisi vähentänyt yläpohjan päästöjä melkein 50% (14tn). Ekologisimmassa vaihtoehdossa yläpohjaeristeeksi on oletettu selluvilla. Yläpohjarakenteiden valmistaminen tuotti kaikissa vaihtoehdoissa suurimmat kasvihuonekaasupäästöt (18-25%). Vesikattorakenne sisältyy tarkastelussa yläpohjaan. Ulkoseinien hirsien valmistus tuotti % kasvihuonekaasupäästöistä. Perustusten valmistaminen tuotti % päästöistä skenaariosta riippuen. Siitä betonin osuus on 75% ja loput perustusten päästöistä tulee solumuovieristeistä. Verrattuna Hirsikunnas I:een perustusten osuus on huomattavan suuri. Siirtyminen hyvin massiivisiin hirsiin pienentää normitalon ja hirsitalon rakentamisen päästöjen eroja. Tämä aiheutuu siitä, että rakennuksen massa kasvaa puumäärän lisääntyessä. Vaikka hirsien valmistaminen on vähäpäästöistä, lisääntynyt määrä kasvattaa kuitenkin kokonaispäästöjä. Näissä laskelmissa ei ole huomioitu valmistuksen sivutuotteena syntyvän energiapuun polttamisesta saatavaa puhdasta energiaa hirsituotannon hyväksi. Jos se otetaan huomioon, on hirsien valmistuksen kasvihuonekaasutuotto negatiivinen. 74

75 Rakennuksen massan ja raaka-aineiden käytön jakautuminen rakennusosittain Maanvarainen alapohja on painavin osa rakennuksesta. Yhdessä perustusten kanssa se muodostaa lähes puolet rakennuksen massasta. Jos maanvarainen alapohja korvataan rossipohjalla, kevenee rakennuksen paino yli 100 tn ja perustusten ja alapohjan osuus laskee alle 30%:iin rakennuksen koko massasta. Ulkoseinät ja väliseinät ovat tässä rakennuksessa lähes saman painoiset johtuen hirren käytöstä myös väliseinissä. Puuta on eniten hirsiulkoseinissä ja väliseinissä. Ne yhdessä vastaavat 87% uusiutuvien raaka-aineiden käytöstä. Yläpohjan uusiutuvista raaka-aineista 27% on sellueristeessä, 33% runkorakenteissa, 4,3% raakaponttilaudoituksessa ja loput katon alapinnan koolauksessa ja paneliverhouksessa. Uusiutuvia raaka-aineita ei ole perustuksissa eikä alapohjassa. Välipohja, väliseinät ja täydentävät rakenteet (ikkunat, ovet) sisältävät yhdessä noin neljänneksen rakennuksen uusiutuvasta materiaalista. Valtaosa uusiutumattomista raaka-aineista on perustuksissa (51%) ja alapohjassa (21%) ja välipohjassa (18%). Suurin osa tästä materiaalista on betonia. Muissa rakenteissa uusiutumattomia raaka-aineita on kulutettu yhteensä vain 10%. Kuva 54. Hirsikunnas II, massan, uusiutuvan ja uusiutumattoman raakaaineen jakautuminen rakennusosittain, toteutetussa vaihtoehdossa. 75

76 Hiili- ja energiasisällön jakautuminen rakennusosittain Rakennuksen hiilisisältö on varastoitunut lähinnä puurakenteisiin. Hirsiulkoseinät varastoivat 46% koko rakennuksen hiilestä. Tässä rakennuksessa myös suuri osa väliseinistäkin on hirsirakenteisia, joten väliseinien osuus hiilisisällöstä nousee 39 %:iin. Yläpohjan puurakenteet varastoivat 9% ja alapohjan solumuovieristeet noin 5%. Loput hiilestä sisältyvät puurakenteisiin ikkunoihin ja oviin. Rakennuksen energiasisällön jakautuminen vastaa lähes tarkoin hiilisisällön jakaumaa. Yläpohjan selluvillan ja alapohjan solumuovieristeiden puurakenteista poikkeava energiasisältö muuttaa tilannetta jonkin verran. Kuva 55. Hirsikunnas II, hiilisisällön ja energiasisällön jakautuminen rakennusosittain, toteutetussa vaihtoehdossa. 76

77 Ympäristövaikutusten tunnuslukuja Tunnusluvut on laskettu rakennuksen lämmintä nettopinta-alaa kohden. Nettopinta-ala vastaa E-luvun laskennassa käytettävää pinta-alaa. Tunnuslukuja voidaan käyttää eri rakennusten energia- ja materiaalitehokkuuksien vertailuissa. Tässä kohteessa tunnusluvut sisältävät vain materiaalivalmistuksen ympäristövaikutukset. Niitä voidaan käyttää vertailuun vain samalla periaatteella laskettujen kohteiden kanssa. Ympäristövaikutusten tunnuslukujen käyttäminen ei ole vielä yleistynyt, ja ne on esitetty tässä esimerkinomaisesti. Kuva 56. Hirsikunnas II, kasvihuonekaasupäästöt ja raaka-aineiden käyttö, tunnusluvut tn/nettoala m² normitalo toteutus ekologisin uusiutuva raaka-aine 0,12 0,64 0,77 uusiutumaton raaka-aine 0,97 0,89 0,50 sitoutunut hiilidioksidi -0,17-0,73-0,91 kasvihuonekaasupäästöt 0,25 0,25 0,20 GJ/nettoala m² normitalo toteutus ekologisin uusiutuva energia 0,68 1,72 1,97 uusiutumaton energia 3,70 3,70 3,13 energiankäyttö yhteensä 4,39 5,42 5,10 energiasisältö 2,72 11,55 12,80 Taulukko 8. Hirsikunnas II, tunnusluvut Kuva 57. Hirsikunnas II, energiankäyttö ja rakenteiden energiasisältö, tunnusluvut 77

78 12.3 As. Oy Pudasjärven Jokilehto, talot A, B ja C As. Oy Jokilehdon kolme paritaloa muodostavat yhtenäisen pihapiirin. Kaksi taloista on pohjaltaan identtisiä ja kolmas poikkeaa muista vain toisen asunnon osalta. Rakennukset toteutettiin 1-kerroksisina taloina, joissa vain ulkoseinät ovat hirsirakenteiset. Hirsiseinät ovat 243 mm:n vahvuista lamellihirttä. Pohjamuodoltaan rakennukset ovat suorakaiteen muotoisina hyvin energiatehokkaita. Suorakaiteen muotoiseen päämassaan tuovat vaihtelua päätyihin sijoitetut sisääntuloterassit ja kylmät varastotilat sekä sivuilla olevat terassit. Rakennukset on suunnitellut arkkitehti Leena Kaasinen Arkkitehtitoimisto Juhani Romppainen Oy:stä. Kuva 58. As. Oy Jokilehdon talo B. Taustalla näkyy C-talon pääty. Talo B vastaa VTT:n tutkimusraportissa esitettyä taloa. 78

79 Kuva 59. As. Oy Jokilehdon talon asemapiirros. Pihapiirissä näkyvät autokatokset ja varastot ovat myös hirsirakenteisia. Sääasema on sijoitettu autokatoksen A1 päätyyn. Kaava olisi sallinut 2-kerroksisten rakennusten rakentamisen, joten rakennusoikeutta jäi käyttämättä noin 300 m². Alakuvassa tontin sijainti Karhukunnaan alueella. 79

80 Kohteen rakentaminen alkoi marraskuussa 2011 ja se valmistui huhtikuussa Rakentaminen ajoittui kokonaan talviaikaan, mikä näkyy rakentamisen aikaisessa energiankulutuksessa. Kuva 60. As.Oy Jokilehdon talojen A ja B pohjapiirros. Kuva 61. As.Oy Jokilehdon talon C pohjapiirros. 80

81 Rakennuksen perustiedot Rakennuttaja As Oy Pudasjärven Jokilehto Pinta-ala ja tilavuustiedot Talotoimittaja Kontiotuote Oy Rakennuksen ala 141 m2 Katuosoite Karhukunnas Kerrosala 141 m2 Postinumero Nettoala 120 m2 Paikkakunta Pudasjärvi Rakennustilavuus 480 m3 Rakennusvuosi Kuva 62. As.Oy Jokilehdon talojen A, B ja C leikkaus Kuva 63. As.Oy Jokilehdon talojen A ja B julkisivut. 81

82 Taulukko 9. As. Oy Jokilehto, rakenteet eri laskentavaihtoehdoissa. Rakenteet on selostettu tarkemmin VTT:n raportissa. 82

83 Rakennusmateriaalien valmistuksen ympäristövaikutukset, yhteenveto resurssi massa tn uusiutuva raaka-aine tn uusiutumaton raaka-aine tn sitoutunut hiilidioksidi tn kasvihuonekaasupäästöt tn energia toteutus normitalo Jokilehto ekologisin normitalo ekologisin uusiutuva energia GJ uusiutumaton energia GJ energiankäyttö yhteensä GJ energiasisältö GJ Taulukko 10. As. Oy Jokilehto, materiaalivalmistuksen raakaaineiden ja energian kulutus sekä kasvihuonekaasupäästöt. Kuva 65. As. Oy Jokilehto, raaka-aineiden käyttö, sitoutunut hiilidioksidi ja kasvihuonekaasupäästöt. Kuva 64. As. Oy Jokilehto, rakennuksen massa eri vaihtoehdoissa. Kuva 66. As. Oy Jokilehto, energiankäyttö ja rakenteiden energiasisältö. 83

84 Ympäristövaikutusten jakautuminen rakennusosittain NORMITALO Taulukko 11. As. Oy Jokilehto, ympäristövaikutusten jakautuminen rakennusosittain eri skenaariovaihtoehdoissa. Arvot on poimittu taulukkoon laskentatyökalun tulosteista. TOTEUTUS Harmaa nettopäästöt sarake on rakennusmateriaalien valmistuksen tuottamien kasvihuonekaasujen ja materiaaleihin sitoutuneeseen hiilidioksidin erotus. Arvon ollessa negatiivinen, on rakennuksen muodostama hiilinielu suurempi, kuin materiaalien valmistuksen hiilijalanjälki. Keltainen nettoenergian käyttö sarake on uusiutumattoman energian ja energiasisällön erotus. Negatiivinen arvo tarkoittaa, että materiaalivalmistukseen on käytetty vähemmän energiaa kuin rakenteisiin on sitä varastoitunut. EKOLOGISIN Maalausten ja muiden kemiallisten pintakäsittelyjen vaikutus on jätetty pois kaikista tutkituista vaihtoehdoista. Niiden määrä kokonaisuuteen nähden on merkityksetön. Lisäksi niiden määrä on sama jokaisessa vaihtoehdossa, joten poisjäänti ei vaikuta tutkittujen vaihtoehtojen ympäristövaikutusten suhteeseen. 84

85 Massan jakautuminen rakennusosittain Normitalon tapauksessa massiivihirsiset ulkoseinät on korvattu puurunkoisella rakenteella. Puurunkoinen ulkoseinärakenne keventää rakennuksen kokonaismassaa merkittävästi, jolloin normitalon rakenteiden kokonaismassa jää tarkastelukohdetta pienemmäksi. Kuva 67. As.Oy Jokilehto, massan jakautuminen rakennusosittain Vaikka ekologisimmassa tapauksessa myös väliseinät ovat hirsirakenteiset, on tämä rakennus silti kaikkein kevein, johtuen kantavan betonisen alapohjan muuttamisesta puurakenteiseksi alapohjaksi. Jokilehdon rakenteista perustukset ja alapohja muodostavat suurimman massaosuuden (67%), ulkoseinät seuraavaksi suurimman osuuden (15%), väliseinien osuuden ollessa pieni (4%). Normitalon merkittävin muutos tapahtuu ulkoseinissä. Ulkoseinien muutos massiivihirrestä puurunkorakenteeseen keventää seiniä ja pienentää niiden suhteellista massaosuutta rakennuksessa. Toinen suuri muutos tapahtuu väliseinissä, kun kosteiden tilojen seinät toteutetaan puurunkoisen seinän sijaan harkkoseinänä. Normirakennuksessa perustukset ja alapohja (73%) muodostavat suurimman massaosuuden ja väliseinien massaosuus (8%) nousee ulkoseiniä suuremmaksi (6%). Kuva 68. Normitalo, massan jakautuminen rakennusosittain Ekologisimmassa vaihtoehdossa suurin muutos tapahtuu alapohjassa ja väliseinissä. Alapohjan muuttuminen kantavasta betonilaatasta tuulettuvaan, puurakenteiseen alapohjaan keventää alapohjan massaa. Toinen merkittävä muutos tapahtuu väliseinissä, kun kaikki puurunkoiset väliseinät toteutetaan 135 mm vahvuisina hirsiseininä. Ekologisimmassa tapauksessa perustukset ja alapohja vastaavat alle puolta (47%) rakennuksen kokonaismassasta, ulkoseinien (20%) ja väliseinien (15%) massaosuuden kasvaessa selvästi. Kuva 69. Ekologisin vaihtoehto, massan jakautuminen rakennusosittain (Antti Ruuska, Tarja Häkkinen: Hirsitalon ympäristövaikutusten elinkaarilaskenta, VTT 2012) 85

86 Hiilisisältö Kuva 70. As. Oy Jokilehto, sitoutunut hiilidioksidi rakennusosittain Kuva 71. Normitalo, sitoutunut hiilidioksidi rakennusosittain Kuva 72. Ekologisin vaihtoehto, sitoutunut hiilidioksidi rakennusosittain Normitalon tapauksessa massiivihirsiset ulkoseinät on korvattu puurunkoisella rakenteella. Puurunkoinen ulkoseinärakenne pienentää rakennukseen sitoutuneen hiilidioksidin määrää huomattavasti, sillä puurunkoisessa ulkoseinässä puun määrä on pienempi kuin massiivihirsisessä rakenteessa. Pääosin tästä syystä johtuen normitalon rakenteisiin sitoutuneen hiilidioksidin määrä jää merkittävästi tarkastelukohdetta pienemmäksi. Ekologisimmassa tapauksessa kantavan betonisen alapohjan muuttaminen puurakenteiseksi alapohjaksi lisää sitoutuneen hiilen määrää jonkin verran. Suurin merkitys on kuitenkin väliseinien muuttamisella puurunkoisista seinistä massiivihirsiseiniksi. As Oy Jokilehdossa rakenteiden sitoma hiilidioksidi on pääosin hirsirakenteisissa ulkoseinissä (52%). Yläpohja ja sen eristeenä käytetty puukuitueriste sitovat 24 % hiilidioksidista. Puurunkoiset väliseinät sitovat 6 % rakenteiden sitomasta hiilidioksidista ja alapohja 2 %. Normitalon merkittävin muutos tapahtuu ulkoseinissä. Ulkoseinien muutos massiivihirrestä puurunkorakenteeseen pienentää niihin sitoutuneen hiilidioksidin määrää. Normirakennuksessa ulkoseinät sitovat vain 30% rakenteisiin sitoutuneesta hiilidioksidista. Väliseinien puupaneelipinnoitteen vaihtuminen kipsilevyyn pienentää väliseinien sitoman hiilidioksidimäärän noin 5%:iin kaikesta rakenteisiin sitoutuneesta hiilidioksidista. Vaikka alapohjarakenne säilyy muuttumattomana, nousee sen suhteellinen osuus rakenteisiin sitoutuneesta hiilidioksidista 6 %:iin, muiden rakenteiden sitoman hiilidioksidin vähentyessä. Ekologisimmassa vaihtoehdossa suurin muutos tapahtuu alapohjassa ja väliseinissä. Alapohjan muuttuminen kantavasta betonilaatasta tuulettuvaan, puurakenteiseen alapohjaan, lisää alapohjan sitomaa hiilidioksidimäärää. Lisäksi puurunkoisten väliseinien muuttaminen 135 mm vahvuisiksi väliseiniksi nostaa sitoutuneen hiilidioksidin määrää rakenteissa huomattavasti. Ekologisimmassa tapauksessa ulkoseiniin sitoutuu suurin määrä rakennuksen sitomasta hiilidioksidista (34%), väliseinien osuuden ollessa myös merkittävä (24%). Yläpohjaan sitoutuu 16% ja puurakenteiseen alapohjaan noin 15% rakenteisiin sitoutuneen hiilidioksidin kokonaismäärästä. 86 (Antti Ruuska, Tarja Häkkinen: Hirsitalon ympäristövaikutusten elinkaarilaskenta, VTT 2012)

87 Kasvihuonekaasupäästöt As Oy Jokilehdon laskennat osoittavat että rakenteiden materiaalituotannosta aiheutuvat kasvihuonekaasupäästöt ovat 22 tonnia. Vaihtoehtoisten laskentaskenaarioiden tarkastelu osoittaa, että normitalon rakenteiden materiaalituotannon kasvihuonekaasupäästöt ovat 25 tonnia ja ekologisimman vaihtoehdon päästöt 15 tonnia. Kuva 73. As.Oy Jokilehto, CO 2 -ekv päästöt rakennusosittain Näin ollen kohteen päästöt ovat noin 14 % normitaloa alhaisemmat. Toisaalta, ekologisimman tapauksen päästöt ovat vielä noin 32 % kohteen päästöjä pienemmät. Jokilehdossa rakenteiden kasvihuonekaasupäästöt aiheutuvat pääosin perustuksista ja alapohjista (57%), yläpohjasta (14%) ja ulko- (9%) ja väliseinistä (6%). Normitalon perustukset ja alapohja aiheuttavat hieman pienemmän osuuden rakennuksen kasvihuonekaasupäästöistä kuin Jokilehdossa (50%). Kuva 74. Normitalo, CO 2 -ekv päästöt rakennusosittain Kuva 75. Ekologisin vaihtoehto, CO 2 -ekv päästöt rakennusosittain Merkittävin muutos normitalossa tapahtuu väliseinissä. Kun kosteiden tilojen seinät toteutetaan puurunkoisen seinän sijaan harkkoseinänä, nostaa tämä väliseinien osuutta kasvihuonekaasupäästöistä 12%:iin koko rakennuksen päästöistä. Toinen merkittävä muutos on yläpohjan eristemateriaalin muutos puukuitueristeestä mineraalivillaeristeeseen, joka näkyy kasvihuonekaasupäästöjen suhteellisen osuuden kasvamisena 20 %:iin koko rakennuksen päästöistä. Ulkoseinien suhteellinen osuus kasvihuonekaasupäästöistä pienenee hieman, pääosin kokonaispäästöjen kasvamisen johdosta. Ekologisimmassa vaihtoehdossa suurin muutos tapahtuu alapohjassa ja väliseinissä. Alapohjan muuttuminen kantavasta betonilaatasta tuulettuvaan, puurakenteiseen alapohjaan pinenentää huomattavasti sen suhteellista osuutta rakennuksen kasvihuonekaasupäästöistä. Kun normirakennuksella alapohjan osuus päästöistä on 34%, on se ekologisimmassa tapauksessa vain 12%. Ekologisemmassa tapauksessa väliseinien osuus on 12%, ulkoseinien 13% ja yläpohjan 20%. (Antti Ruuska, Tarja Häkkinen: Hirsitalon ympäristövaikutusten elinkaarilaskenta, VTT 2012) 87

88 Energiasisältö Rakenteiden rakennusmateriaalien energiasisältö on hyödynnettävissä rakennuksen elinkaaren loppuvaiheessa energiatuotannossa. As Oy Jokilehdon laskennat osoittavat, että rakenteiden yhteenlaskettu energiasisältö on 567 GJ. Vaihtoehtoisten laskentaskenaarioiden tarkastelu osoittaa, että normitalon rakenteiden energiasisältö on 273 GJ ja ekologisimman vaihtoehdon 771 GJ. Kuva 76. As. Oy Jokilehto, energiasisältö rakennusosittain Jokilehdon rakenteiden energiasisältö on noin 52% normitaloa suurempi. Ekologisimman vaihtoehdon energiasisältö on puolestaan vielä 36% tätäkin suurempi. Jokilehdossa rakenteiden energiasisältö on pääosin ulkoseinissä (51%) ja yläpohjassa (16%). Perustukset ja alapohja vastaavat vain pienestä osasta energiasisältöä (13%), vaikka niiden massa on suuri. Normitalon osalta energiasisältö jakautuu tasaisemmin rakenteittain. Perustukset ja alapohja (25%) ja yläpohja (26%) omaavat suurimman energiasisällön. Rankarakenteisen ulkoseinän energiasisältö on 16% koko rakennuksen energiasisällöstä. Pienempi energiasisältö johtuu pääosin siitä, että rankarakenteisen seinän energiasisältö on hirsirakenteista seinää pienempi. Kuva 77. Normitalo, energiasisältö rakennusosittain Ekologisimmassa vaihtoehdossa suurin muutos energiasisällössä tapahtuu väliseinien muuttuessa rankarakenteesta massiivihirteen. Tässä skenaariossa sekä ulkoseinät, että väliseinät omaavat suuren energiasisällön. Väliseinien osuus rakennuksen energiasisällöstä on 27%, ulkoseinien vastatessa suurimmasta osuudesta (38%). Kuva 79. Rakennusten energiasisältö eri vaihtoehdoissa (GJ) Kuva 78. Ekologisin vaihtoehto, energiasisältö rakennusosittain 88 (Antti Ruuska, Tarja Häkkinen: Hirsitalon ympäristövaikutusten elinkaarilaskenta, VTT 2012)

89 Kasvihuonekaasupäästöt As Oy Jokilehdon laskennat osoittavat, että rakenteissa käytettyjen materiaaliin tuotantoon tarvittava yhteenlaskettu energia on 446 GJ, josta 339 GJ on uusiutumatonta energiaa ja 107 GJ uusiutuvaa energiaa. Vaihtoehtoisten laskentaskenaarioiden tarkastelu osoittaa, että normitalon rakenteiden tuottamiseen tarvittava energia on 469 GJ ja ekologisimman vaihtoehdon 369 GJ. Kuva 80. As.Oy Jokilehto, energiantarpeen jakautuminen uusiutumattomiin ja uusiutuviin eri skenaarioissa. Kuva 81. As.Oy Jokilehto, uusiutumattoman energian tarve rakennusosittain Jokilehdon rakenteiden tuottaminen tarvitsee siis noin 5% vähemmän energiaa kuin normitalo. Ekologisin vaihtoehto tarvitsee vielä 17% tätä vähemmän energiaa. On myös tärkeä huomata, että uusiutuvan energian osuus energian kokonaiskulutuksesta vaihtelee skenaarioittain. As Oy Jokilehdon energiankulutuksesta uusiutuvan energian osuus on 24%. Normitalolla uusiutuvan energian osuus jää 16 %:iin, kun taas ekologisimmassa vaihtoehdossa uusiutuvalla energialla katetaan 35% koko energiatarpeesta. Jokilehdossa perustukset ja ala- ja välipohja vastaavat yli puolesta uusiutumattoman energian kulutuksesta (54%), mutta ainoastaan 16%:sta uusiutuvan energian kulutuksesta. Vastaavasti ulkoseinät vastaavat 34%:sta uusiutuvan energian kulutuksesta, mutta vain 9%:sta uusiutumattoman energian kulutuksesta. Kuva 82. As.Oy Jokilehto, uusiutuvan energian tarve rakennusosittain (Antti Ruuska, Tarja Häkkinen: Hirsitalon ympäristövaikutusten elinkaarilaskenta, VTT 2012) 89

90 Kuva 83. Normitalo, uusiutumattoman energian käyttö rakennusosittain Kuva 85. Ekologisin vaihtoehto, uusiutumattoman energian käyttö rakennusosittain Kuva 84. Normitalo, uusiutuvan energian käyttö rakennusosittain Kuva 86. Ekologisin vaihtoehto, uusiutuvan energian käyttö rakennusosittain Normitalon osalta energiasisältö jakautuu tasaisemmin rakenteittain. Perustukset ja alapohja (25%) ja yläpohja (26%) omaavat suurimman energiasisällön. Rankarakenteisen ulkoseinän energiasisältö on 16% koko rakennuksen energiasisällöstä. Pienempi energiasisältö johtuu pääosin siitä, että rankarakenteisen seinän energiasisältö on hirsirakenteista seinää pienempi. Ekologisimmassa vaihtoehdossa suurin muutos energiasisällössä tapahtuu väliseinien muuttuessa rankarakenteesta massiivihirteen. Tässä skenaariossa sekä ulkoseinät, että väliseinät omaavat suuren energiasisällön. Väliseinien osuus rakennuksen energiasisällöstä on 27%, ulkoseinien vastatessa suurimmasta osuudesta (38%). 90 (Antti Ruuska, Tarja Häkkinen: Hirsitalon ympäristövaikutusten elinkaarilaskenta, VTT 2012)

91 Rakenteisiin sitoutuneen hiilidioksidin määrän ja rakennusmateriaalituotannon aiheuttamien kasvihuonekaasujen määrän vertailu Verrattaessa rakenteisiin sitoutuneen hiilen ja rakennusmateriaalituotannon aiheuttamien kasvihuonekaasupäästöjen määrää, huomataan että As Oy Jokilehdon rakenteisiin sitoutuneen hiilidioksidin määrä ylittää rakenteiden valmistuksen aiheuttamat hiilidioksidipäästöt noin 15 tonnilla. Normitalo aiheuttaa 11 tonnia suuremmat kasvihuonekaasupäästöt kuin sen rakenteet sitovat hiiltä. Ekologisimmassa tapauksessa rakenteiden sitoman hiilen määrä ylittää materiaalituotannon päästöt 41 tonnilla. Rakenteiden energiasisältö ja rakennusmateriaalituotantoon vaadittu energiamäärä Kuva 87. Materiaalituotannon kasvihuonekaasupäästöt (sininen) ja rakenteisiin sitoutunut hiilidioksidi (vihreä). As Oy Jokilehdon rakenteiden energiasisältö on suurempi kuin rakenteiden valmistuksen vaatima energia. Kohteelle laskettu rakenteiden energiasisältö (567 GJ) ylittää rakenteiden valmistuksen tarvitseman energian (446 GJ) noin 121 GJ:lla. Ekologisimman tapauksen laskenta osoittaa, että rakenteiden energiasisältö (771 GJ) ylittää materiaalituotannon energiatarpeen (369 GJ) noin 402 GJ:lla. Normitalon rakenteiden energiasisältö (273 GJ) jää sen sijaan 196 GJ pienemmäksi kuin sen rakennusmateriaalien tuotannon vaatima energia (469 GJ). Oheinen kuva kokoaa edellä esitetyt laskentatulokset yhteen. Viivan yläpuolella on rakennusmateriaalituotannosta aiheutuva energiankulutus ja viivan alapuolella rakenteiden energiasisältö. Energiasisältö on esitetty negatiivisena laskennallisista syistä. Kuva 88. Materiaalituotannon energiankulutus (sininen) ja rakenteisiin energiansisältö(vihreä). (Antti Ruuska, Tarja Häkkinen: Hirsitalon ympäristövaikutusten elinkaarilaskenta, VTT 2012) 91

92 12.4 Työmaa-aikaisen materiaalihukan ympäristövaikutukset Tuotteiden tehdasvalmistuksen materiaalihukka on otettu huomioon tuotteiden ympäristöprofiilissa. Työmaalla rakentamisen aikana syntyvä hukka voidaan laskea vertaamalla työmaalle toimitettuja materiaalimääriä rakenteisiin sijoitettuihin teoreettisiin määriin, jotka voidaan laskea esimerkiksi suunnitelmista. As.Oy Jokilehdon tapauksessa kaikki puumateriaali tuli samalta toimittajalta. Toimitukseen sisältyivät hirsien lisäksi myös muu runkopuutavara, laudat ja paneelit, kelmut ja eristeet. Materiaalihukan vaikutusten laskennassa VTT on käyttänyt hirsitalotehtaan ilmoittamia hukkaprosentteja. Hukkaprosentit vastaavat hyvin suomalaisten hirsitalotehtaiden käyttämiä kokemusperäisiä määriä. Käytetyt hukkaprosentit on esitetty viereisessä taulukossa 13. Materiaalihukan ympäristövaikutus massa (tn) uusiutuva raakaaine (tn) uusiutumaton raaka-aine (tn) sitoutunut hiilidioksidi (tn) uusiutuva energia (GJ) Hirsien hukka työmaalla on nykyisin käytännössä lähes nolla. Vielä muutama vuosi sitten hirsitalotehtailla oli tapana laittaa toimitukseen mukaan muutama varahirsi. Siirtyminen CAD/ CAM-ohjattuun tuotantoon teki hyvin pian nuo varahirret tarpeettomiksi. Kotimaan toimituksiin varahirsiä ei nykyisin laiteta mukaan. Jos viallisia tai virheellisiä hirsiä esiintyy, toimittaa tehdas uudet tilalle jälkitoimituksena. VTT:n laskelmissa syntyvä jäte on jaettu puupohjaiseksi jätteeksi ja sekajätteeksi. Yksinkertaistus on perusteltua. Suurin osa työmaalla syntyvästä jätteestä on puupohjaista, kuten hukkapaloja, purua, pakkauslavoja ja tuki- ja telinepuutavaraa. Jako puujätteisiin ja sekajätteisiin on tehty käytettyjen uusiutuvien ja uusiutumattomien raaka-aineiden suhteessa. Uusiutuvat jätteet on oletettu puujätteeksi ja uusiutumattomat sekajätteeksi. Alla olevassa taulukossa ovat materiaalihukan ympäristövaikutukset. uusiutumaton energia (GJ) energiasisältö (GJ) kasvihuonekaasupäästöt (tn) Jokilehto 7,2 1,0 8,1-0,9 4,0 18,6 15,8 1,5 Normitalo 7,0 1,5 7,2-1,4 4,8 19,8 23,7 1,4 Ekologisin 4,7 1,7 3,4-2,3 6,1 12,6 31,6 0,9 Materiaali hukka % Ruoteet huopakatteelle 10 Ruoteet pelti- / tiilikatteelle 20 Huopakatteen aluskate 10 Pelti-/tiilikatteen aluskate 20 Aluskatteen kiinnitysrimat, tuuletusrimat 20 Räystään otsalaudat, 20*120/ Räystään aluslaudat, 19*95 10 Tuulensuojakangas 15 Tuulensuojalevy 5 Höyrynsulkumuovi 20 Ilmansulkupaperi 20 Alumiinipaperi 20 Ylä-/välipohjan harvarimoitus 20 Eristeet 2 Lattialauta 6 Seinäpaneeli 8 Kattopaneeli 15 Hirsipaneeli 8 Runkopuu 20 Lattiapalkistot 20 Hirsi 0 Taulukko 13. Laskennassa käytetyt materiaalien hukkaprosentit Taulukko 12. Työmaa-aikaisen materiaalihukan ympäristövaikutukset 92 Lähde: (Antti Ruuska, Tarja Häkkinen: Hirsitalon ympäristövaikutusten elinkaarilaskenta, VTT 2012)

93 12.5 Rakennuksen korjausten ja rakenteiden uusimisten ympäristövaikutukset Rakennuksen 50 vuotisen elinkaaren aikana uusitaan lähinnä pintarakenteita. Yhden kerran uusittaviksi on oletettu seuraavat rakenteet: lattiapinnat ulkoseinien sisä- ja ulkoverhous (pl hirsi) väliseinien verhoukset sisäkattoverhous vesikate Uusiminen tarkoittaa sitä, että pintarakenne, kuten panelointi tai levytys puretaan kokonaan ja korvataan uudella alkuperäistä vastaavalla. Uusimisessa käytetään samoja hukkaprosentteja kuin alkuperäisessä rakentamisessa. Hirsiseiniä ei uusita elinkaaren aikana. Maalausten ja muiden kemiallisten pintakäsittelyjen vaikutus on jätetty pois kaikista tutkituista vaihtoehdoista. Niiden määrä kokonaisuuteen nähden on merkityksetön. Kaikki puretut materiaalit ja rakennushukka menevät jätteeksi. Uusiutuvat jätteet on oletettu puujätteeksi ja uusiutumattomat sekajätteeksi kuten edellisessä kappaleessa on esitetty. Jätteiden ympäristövaikutukset on esitetty taulukossa 14. Korjausten ympäristövaikutus massa (tn) uusiutuva raakaaine (tn) uusiutumaton raaka-aine (tn) sitoutunut hiilidioksidi (tn) uusiutuva energia (GJ) uusiutumaton energia (GJ) energiasisältö (GJ) kasvihuonekaasupäästöt (tn) Jokilehto 7,0 4,0 2,9-5,7 25,6 65,0 111,9 4,8 Normitalo 10,7 3,8 6,0-5,5 25,5 91,8 109,8 6,5 Ekologisin 6,1 3,8 2,2-5,2 18,9 49,4 95,1 3,9 Taulukko 14. Korjausten ja uusimisten ympäristövaikutukset 12.6 Kuljetusten ympäristövaikutukset Materiaalikuljetusten ympäristövaikutusten laskenta perustuu urakoitsijan seurantaan työmaalla ja käytettyjen materiaalien massamenekkiin, sisältäen myös hukkatavaran osuuden. Urakoitsijan päiväkirjamerkinnöissä on seurattu työkoneiden käyttöaikoja, polttoaineen kulutusta ja ajokilometrejä. Kuljetusten ympäristöprofiilit on laskettu VTT:n LIPASTO-tietokannan yksikköpäästöillä. Kuljetettava materiaali on jaoteltu kolmeen eri kategoriaan; hirret, betoni ja muut rakennusmateriaalit. Jako on perusteltua kaikkien näiden eripituisilla kuljetusmatkoilla. Kaikelle jätteelle on oletettu sama poiskuljetusmatka. Laskelmissa käytetyt kuljetusmatkat eri materiaaliryhmille ovat seuraavat hirret 16 km betoni 28 km muut 120 km jäte 40 km Paluu tyhjänä on laskettu matkoihin mukaan. Kuljetettavien materiaalien massat on saatu ympäristövaikutusten laskentatyökalun tuloksista. Mukaan otetaan hukan lisäksi myös elinkaaren aikaisten korjausten massa. Taulukossa 15 on esitetty kuljetettavien massojen määrä jaoteltuna eri elinkaaren vaiheisiin. Rakennusvaiheen kuljetuksiin sisältyvät rakennusmateriaalien ja rakennusvaiheen jätteen (= materiaalihukka) kuljetukset. Korjausvaiheessa korjausmateriaalin ja jätteen kuljetukset. Elikaaren lopussa purkuvaiheen jätekuljetukset. Purkujätteen määräksi on oletettu sama kuin rakennusmateriaalien määrä ilman hukkaa. Materiaalikuljetusten massat rakenteiden massa hukkamateriaalin massa korjausmateriaalien massa rakennuksen purkujäte Jokilehto Normitalo Ekologisin Taulukko 15. Materiaalikuljetusten massojen määrät (tn) (Antti Ruuska, Tarja Häkkinen: Hirsitalon ympäristövaikutusten elinkaarilaskenta, VTT 2012) 93

94 Hirsien kuljetus työmaalle tapahtui kantavuudeltaan 25 tn puoliperävaunuyhdistelmällä. Muiden materiaalien kuljetukset kantavuudeltaan 9 tn kuorma-autolla. Ympäristövaikutukset on laskettu kuljetustavan perusteella VTT:n LIPASTO-tietokannan ympäristöprofiileja käyttäen. Tarvittavien kuormien määrä on saatu jakamalla massat kuorma-auton kuljetuskapasiteetilla. Meno- ja paluumatkoille on käytetty eri laskentaprofiileja. Täydellä kuormalla polttoaineen kulutus on eri luokkaa kuin tyhjällä paluukuormalla. Lipasto tietokannassa on paluukuormille määritelty omat ympäristöprofiilit. Taulukossa 16 on esitetty yhteenveto rakennusten koko elinkaaren aikaisten kuljetusten ympäristövaikutuksista. Taulukosta on luettavissa, että 40-50% ympäristövaikutuksista aiheutuu rakennusaikaisista materiaali- ja jätekuljetuksista. Korjausten kuljetusten osuus on 10-20% ja elinkaaren lopussa tapahtuvan purkuvaiheen kuljetusten osuus 40-50% Rakentamisen ja purkamisen ympäristövaikutukset Rakentamisen aikaisen energiankulutuksen laskelmat perustuvat urakoitsijan työmaan aikana keräämiin tietoihin. Myös kahdessa skenaariotarkastelussa käytetään näitä samoja kulutusarvoja. Työmaalla käytettyjä energiamuotoja ovat sähkö, kaukolämpö ja polttoaineet. Koska purkuvaiheen energiankulutusta on vaikea arvioida 50 vuoden päähän, on laskelmissa käytetty purkuvaiheeseen samoja energiankulutus- ja päästöarvoja kuin rakentamiselle. Urakoitsijan keräämät tiedot energian- ja polttoaineiden kulutuksesta on kerätty alla olevaan taulukkoon. Rakennuksen lämmitykseen kaukolämmöllä on kulunut ylivoimaisesti eniten energiaa työmaalla. Eniten polttoaineita on kulunut hirsien nostoissa ja siirroissa. Massiivisten hirsien asentaminen ei ole enää mahdollista miesvoimin. Alle 200 mm:n vahvuisia hirsiä voidaan asentaa käsin, mutta tässä kohteessa hirsien vahvuus oli 243 mm. Rakennustyömaan aikaisissa päästöissä kuljetusten osuus on noin 40% Kuljetukset, yhteenveto ympäristövaikutuksista polttoaineen kulutus (tn) CO2-ekv (tn) energiankulutus (GJ) uusiutumaton energia (GJ) uusiutuva energia (GJ) uusiutumaton raaka-aine (tn) uusiutuva raaka-aine (tn) Jokilehto 7,2 1,0 8,1-0,9 4,0 18,6 15,8 Normitalo 7,0 1,5 7,2-1,4 4,8 19,8 23,7 Ekologisin 4,7 1,7 3,4-2,3 6,1 12,6 31,6 Taulukko 16. Yhteenveto kuljetusten ympäristövaikutuksista eri laskentaskenaarioissa. Kulutuskohde käyttäjä Määrä Yksikkö Tietolähde Työmaan lämmitys Kaukolämpöyhtiö 13,2 MWh energiamittaus Työmaasähkö Sähköyhtiö 0,3 MWh energiamittaus Nostot, siirrot Nosturi 210 litraa asennustyötunnit Siirrot työmaalla, lumityöt Traktorikaivuri 70 litraa käyttötunnit Lämmittimet, saksilavat Muut työkoneet 40 litraa polttoöljyn kulutus Moottorisahat Moottorisaha 11 litraa bensiinin kulutus Taulukko 17. Rakennusaikaisen energiankulutuksen seuranta 94 (Antti Ruuska, Tarja Häkkinen: Hirsitalon ympäristövaikutusten elinkaarilaskenta, VTT 2012)

95 Työmaalla käytettiin Fortumin sähköä ja Pudasjärven kaukolämpöyhtiön kaukolämpöä. Tässä tehtävissä tarkasteluissa käytetään kuitenkin koko Suomen keskiarvoja, jotta tuloksia voidaan hyödyntää paremmin myös muualla Suomessa. Työmaa-aikaisen sähkön ja kaukolämmön kulutuksen osalta käytetään seuraavia ympäristöprofiileja. Profiilit perustuvat CO2-ekv-päästöjen ja raaka-aineiden kulutuksen osalta keskimääräiseen sähköön ja kaukolämpöön vuosilta As. Oy Jokilehto rakentaminen ajoittui kokonaan sydäntalven aikaan. Rakentaminen alkoi marraskuussa ja kohde valmistui maaliskuussa. Alkujakso, marras- joulukuu olivat suhteellisen leutoja, ja niiden aikana tehtiin perustukset ja runkotyöt. Polttoöljyä käytettiin kuitenkin maapohjan sulana pitämiseen. Tammikuussa lämmitys siirtyi kaukolämpöön. Sähkön osuus on häviävän pieni. Sähköä on kulunut valaistukseen ja käsityökalujen lataukseen. Sähkönkulutusta on vähentänyt myös kaukolämmön saanti hyvin aikaisessa vaiheessa työmaalle. Käytettyjen energiamuotojen päästökertoimet Yhteenveto rakennustyön ja purkamisen ympäristövaikutuksista ympäristövaikutuksista CO2-ekv (tn) CO2-ekv (tn) energiankulutus (GJ) uusiutumaton energia (GJ) uusiutumaton energia (GJ) uusiutuva energia (GJ) uusiutuva energia (GJ) uusiutumaton raaka-aine (tn) uusiutumaton raaka-aine (tn) Nosturit 0,6 7,6 7,5 0,2 0,2 0,0 Traktorikaivurit 0,2 2,5 2,5 0,1 0,1 0,0 Muut ajettavat työkoneet 0,1 1,5 1,4 0,0 0,0 0,0 Moottorisahat 0,3 3,5 3,3 0,2 0,1 0,0 Kaukolämpö 3,1 42,2 27,7 14,5 0,9 0,7 Sähköenergia 0,1 1,2 1 0,2 0 0 Yhteensä 4,4 58,5 43,4 15,2 1,3 0,7 uusiutuva raakaaine (tn) yksikkö kg/mwh GJ/MWh GJ/MWh kg/mwh kg/mwh kaukolämpö 236 2,1 1,1 69,3 52,7 sähkö 309 3,4 0, ,5 yksikkö kg/l MJ/l MJ/l kg/l kg/l polttoöljy 2,63 35,61 0,73 0,83 0,02 bensiini 2,28 30,32 1,94 0,71 0,05 Taulukko 18. Eri energiamuotojen päästökertoimet uusiutuva raakaaine (tn) Taulukko 19. Rakentamisen, purkutyön ympäristövaikutukset yhteensä (Antti Ruuska, Tarja Häkkinen: Hirsitalon ympäristövaikutusten elinkaarilaskenta, VTT 2012) 95

96 12.8 Rakennuksen käytön ympäristövaikutukset Rakennuksen käytönaikaisesta energiankulutuksesta aiheutuvien päästöjen tarkka laskenta on hankalaa, sillä energiatuotanto Suomessa tulee oletettavasti kehittymään merkittävästi seuraavan 50:n vuoden aikana. Ennakkotiedot Suomen tulevasta ilmasto- ja energiastrategiasta ennustavat esimerkiksi sähköntuotannon päästöjen laskevan 78 %:iin nykytasosta vuoteen 2020 mennessä ja 16 %:iin nykytasosta 2030 mennessä. Vastaavasti kaukolämpötuotannon päästöjen ennustetaan laskevan 89 %:iin nykytasosta vuoteen 2020 mennessä ja 79 %:iin vuoteen 2030 mennessä. Edellä esitettyjä arvioita energiatuotannon päästöjen kehityksestä käytetään tässä tehtävien arvioiden pohjana. Lisäksi tehdään laskentaoletus, jossa oletetaan päästöjen pysyvän vuosien välisen ajan vuoden 2030 tasolla. Edellä esitettyjä tulevaisuuden päästötasoja on käytetty apuna seuraavan taulukon päästöarvojen laskennassa. Päästövähennysten oletetaan syntyvän siirtymisestä uusiutumattomista energialähteistä uusiutuviin energialähteisiin. Uusiutumattomien raaka-aineiden ja uusiutumattoman energian oletetaan laskevan samassa suhteessa päästöjen kanssa. Vastaavasti uusiutuvien raaka-aineiden ja energiankäytön oletetaan kasvavan. Oheiseen taulukkoon on koottu energiantuotannon päästöprofiilit nykyhetkelle, sekä vuosille , Kaukolämmön kulutuksen ajankohta CO2-ekv (tn) energiankulutus (GJ) uusiutumaton energia (GJ) uusiutuva energia (GJ) uusiutumaton raaka-aine (kg) uusiutuva raaka-aine (kg) nykyhetki 236,0 3,2 2,1 1,1 113,0 25,5 v ,8 3,2 1,9 1,3 61,4 66,7 v ,5 3,2 1,7 1,5 54,3 77,5 50v keskiarvo 198,4 3,2 1,8 1,4 65,1 67,0 Taulukko 20. Suomen kaukolämmön päästöprofiilit ja ennuste vuosille 2020 ja 2030 sekä oletettu keskiarvo vuosille Arvot yhtä tuotettua megawattituntia kohden. Taulukon arvot perustuvat työ- ja elinkeinoministeriöltä saatuun tietoon. Sähkön kulutuksen ajankohta CO2-ekv (tn) energiankulutus (GJ) uusiutumaton energia (GJ) uusiutuva energia (GJ) uusiutumaton raaka-aine (kg) uusiutuva raaka-aine (kg) nykyhetki 309,0 3,9 3,4 0,5 69,3 52,7 v ,5 3,9 2,6 1,3 87,6 62,7 v ,4 3,9 0,5 3,4 17,6 168,4 50v keskiarvo 128,5 3,9 1,4 2,5 39,9 128,7 Taulukko 21. Suomen kaukolämmön päästöprofiilit ja ennuste vuosille 2020 ja 2030 sekä oletettu keskiarvo vuosille Arvot yhtä tuotettua megawattituntia kohden. Taulukon arvot perustuvat työ- ja elinkeinoministeriöltä saatuun tietoon. Lähde: (Antti Ruuska, Tarja Häkkinen: Hirsitalon ympäristövaikutusten elinkaarilaskenta, VTT 2012)

97 As. Oy Jokilehdon toteutetulle ratkaisulle ja skenaarioille on laskettu energiatodistukset, joista rakennusten energiankulutus on arvioitavissa. Lähtökohtana on, että kaikkien vaihtoehtojen asumisenaikainen energiankulutus on samalla tasolla. Yleensä kompensointi tehdään hirsitaloissa yläpohjan, alapohjan ja ikkunoiden lämmöneristyskykyä parantamalla. Tässä tapauksessa kompensointi tehtiin kuitenkin normitaloon, toisin sanoen normitalon vaipan eristyskyky säädettiin vastaamaan toteutettua As. Oy Jokilehdon hirsitaloa. Normitalon ylä- ja alapohjaan laitettiin vähemmän eristystä ja ikkunoiden U-arvoa säädettiiin niin että läm- mitysenergian kulutus saatiin samalle tasolle. Tällä skenaariolla koko elinkaaren aikaisista tuloksista on helppo nähdä, kuinka suuri vaikutus rakennuksen ekologiaan on muilla elinkaaren aikaisilla tekijöillä, kuin käytön aikaisella energiankulutuksella. Materiaalivalmistuksen, rakennustyön, huoltojen ja purkamisen vaikutus näkyy lopputuloksissa. Alla olevissa taulukoissa 22 ja 23 on rakennusten käytönaikainen energiankulutus silloin, kun lämmitysmuotona on ollut kaukolämpö tai maalämpö. 50 vuoden elinkaaren ajalle lasketut energiankulutukset Jokilehdosta ja kahdesta skenaariovaihtoehdosta laskettuna molemmille lämmitysmuodoille on esitetty alla olevissa taulukoissa 25 ja 26. Energian käyttökohde Energiankulutus 50 vuoden aikana MWh tilojen lämmitys 491 lämmin käyttövesi 279 laitesähkö 335 yhteensä 1105 Taulukko 25. Jokilehto, kaukolämpö 50 vuotta tilojen lämmitys 9822 lämmin käyttövesi 5572 lämmitys yhteensä laitesähkö 6700 yhteensä Taulukko 22. Teoreettinen energiankulutus kwh/a energiatodistuksesta. Lämmönlähteenä kaukolämpö. tilojen lämmitys lämmin käyttövesi 4258 lämmitys yhteensä josta ostoenergiaa 5796 laitesähkö 6700 yhteensä josta ostoenergiaa Taulukko 24. Teoreettinen energiankulutus kwh/a, kun lämmitys tapahtuu maalämmöllä. Energian käyttökohde Energiankulutus 50 vuoden aikana MWh Ostoenergiankulutus 50 vuoden aikana MWh tilojen lämmitys lämmin käyttövesi laitesähkö yhteensä Taulukko 26. Jokilehto, maalämpö 50 vuotta Lähde: As. Oy Jokilehdon energiatodistukset ja Kontiotuote Oy 97

98 Tämän sivun taulukoissa on esitetty käytön aikaisen energiankulutuksen ympäristövaikutukset 50 vuoden ajalta. Taulukko vuoden käytönaikaiset päästöt, kun tilojen ja käyttöveden lämmitykseen on käytetty kaukolämpöä. Energian käyttökohde energiankulutus MWh CO2-ekv tn energiankulutus GJ uusiutumaton energia GJ uusiutuva energia GJ uusiutumaton raaka-aine tn uusiutuva raaka-aine tn tilojen lämmitys käyttöveden lämmitys laitesähkö yhteensä 50 vuoden aikana Taulukko vuoden käytönaikaiset päästöt, kun tilojen ja käyttöveden lämmitykseen on käytetty maalämpöä. Energian käyttökohde energiankulutus MWh CO2-ekv tn energiankulutus GJ uusiutumaton energia GJ uusiutuva energia GJ uusiutumaton raaka-aine tn uusiutuva raaka-aine tn tilojen lämmitys käyttöveden lämmitys laitesähkö yhteensä 50 vuoden aikana (Antti Ruuska, Tarja Häkkinen: Hirsitalon ympäristövaikutusten elinkaarilaskenta, VTT 2012)

99 12.9 Rakennuksen purkamisen ympäristövaikutukset elinkaaren lopussa Rakennuksen 50 vuoden käytön jälkeen se on laskelmissa oletettu purettavaksi. Purkutyön energiankulutus arvioitiin edellä rakentamistyöhön käytetyn energian suuruiseksi. Purkujätteiden kuljetusten ympäristövaikutukset ovat mukana aikaisemmin esitetyissä kuljetusten laskelmissa. Taulukossa 34 oikealla on esitetty skenaarioarvio Jokilehdon purkutyön energiankäytöstä ja päästöistä. Purkujätteet jaettiin puupohjaisiin jätteisiin ja sekajätteisiin. Tarkastelussa puupohjaiset jätteet jaettiin edelleen hirsiin ja muihin puujätteisiin. Sekajätteestä tarkastelussa eriteltiin puukuitueriste muista sekajätteistä. As. Oy Jokilehdossa hirren määrä on 15,7 tonnia. Ekologisimmassa vaihtoehdossa hirren määrä on 25,7 tonnia. Puukuitueristettä Jokilehdossa ja ekologisimmassa on 2,9 tonnia. Yhteenveto rakennustyön ja purkamisen ympäristövaikutuksista ympäristövaikutuksista CO2-ekv (tn) energiankulutus (GJ) uusiutumaton energia (GJ) uusiutuva energia (GJ) uusiutumaton raaka-aine (tn) Nosturit 0,6 7,6 7,5 0,2 0,2 0,0 Traktorikaivurit 0,2 2,5 2,5 0,1 0,1 0,0 Muut ajettavat työkoneet 0,1 1,5 1,4 0,0 0,0 0,0 Moottorisahat 0,3 3,5 3,3 0,2 0,1 0,0 Kaukolämpö 0 42,2 27,7 14,5 0,9 0,7 Sähköenergia 0 1,2 1 0,2 0 0 Yhteensä 1,2 58,5 43,4 15,2 1,3 0,7 Taulukko 29. Purkutyön ympäristövaikutukset yhteensä uusiutuva raakaaine (tn) (Antti Ruuska, Tarja Häkkinen: Hirsitalon ympäristövaikutusten elinkaarilaskenta, VTT 2012) 99

100 12.10 Elinkaaren aikaiset ympäristövaikutukset yhteensä Asunto Oy Jokilehto Tämän sivun taulukoissa on esitetty Jokilehdon 50 vuoden elinkaaren kaikki ympäristövaikutukset kahdella eri lämmitysmuodolla laskettuina KAUKOLÄMPÖ Elinkaaren vaihe materiaalien kulutus (tn) Rakennusmateriaalit Rakennusmateriaalien ja jätteiden kuljetus Rakentamisen ja purkutyön ympäristövaikutukset Käytönaikaiset ympäristövaikutukset Yhteensä uusiutuva raaka-aine (tn) uusiutumaton raaka-aine (tn) sitoutunut hiilidioksidi (tn) uusiutuva energia (GJ) uusiutumaton energia (GJ) energiasisältö (GJ) kasvihuonekaasupäästöt (tn) Taulukko 30. As. Oy Jokilehdon elinkaaren aikaiset ympäristövaikutukset, kun rakennuksen lämmittämiseen on käytetty kaukolämpöä. Kuva 89. As. Oy Jokilehdon kasvihuonekaasujen jakautuminen elinkaaren eri vaiheisiin. Kaukolämpötalo MAALÄMPÖ Elinkaaren vaihe materiaalien kulutus (tn) Rakennusmateriaalit Rakennusmateriaalien ja jätteiden kuljetus Rakentamisen ja purkutyön ympäristövaikutukset Käytönaikaiset ympäristövaikutukset Yhteensä Taulukko 31. As. Oy Jokilehdon elinkaaren aikaiset ympäristövaikutukset, kun rakennuksen lämmittämiseen on käytetty maalämpöä. uusiutuva raaka-aine (tn) uusiutumaton raaka-aine (tn) sitoutunut hiilidioksidi (tn) uusiutuva energia (GJ) uusiutumaton energia (GJ) energiasisältö (GJ) kasvihuonekaasupäästöt (tn) Kuva 90. As. Oy Jokilehdon kasvihuonekaasujen jakautuminen elinkaaren eri vaiheisiin. Maalämpötalo 100 (Antti Ruuska, Tarja Häkkinen: Hirsitalon ympäristövaikutusten elinkaarilaskenta, VTT 2012)

101 Normitalo Tämän sivun taulukoissa on esitetty normitalon 50 vuoden elinkaaren kaikki ympäristövaikutukset kahdella eri lämmitysmuodolla laskettuina KAUKOLÄMPÖ Elinkaaren vaihe materiaalien kulutus (tn) Rakennusmateriaalit Rakennusmateriaalien ja jätteiden kuljetus Rakentamisen ja purkutyön ympäristövaikutukset Käytönaikaiset ympäristövaikutukset Yhteensä uusiutuva raaka-aine (tn) uusiutumaton raaka-aine (tn) sitoutunut hiilidioksidi (tn) uusiutuva energia (GJ) uusiutumaton energia (GJ) energiasisältö (GJ) kasvihuonekaasupäästöt (tn) Taulukko 32. Normitalon elinkaaren aikaiset ympäristövaikutukset, kun rakennuksen lämmittämiseen on käytetty kaukolämpöä. Kuva 91. Normitalon kasvihuonekaasujen jakautuminen elinkaaren eri vaiheisiin. Kaukolämpötalo MAALÄMPÖ Elinkaaren vaihe materiaalien kulutus (tn) Rakennusmateriaalit Rakennusmateriaalien ja jätteiden kuljetus Rakentamisen ja purkutyön ympäristövaikutukset Käytönaikaiset ympäristövaikutukset Yhteensä Taulukko 33. Normitalon elinkaaren aikaiset ympäristövaikutukset, kun rakennuksen lämmittämiseen on käytetty maalämpöä. uusiutuva raaka-aine (tn) uusiutumaton raaka-aine (tn) sitoutunut hiilidioksidi (tn) uusiutuva energia (GJ) uusiutumaton energia (GJ) energiasisältö (GJ) kasvihuonekaasupäästöt (tn) Kuva 92. Normitalon kasvihuonekaasujen jakautuminen elinkaaren eri vaiheisiin. Maalämpötalo (Antti Ruuska, Tarja Häkkinen: Hirsitalon ympäristövaikutusten elinkaarilaskenta, VTT 2012) 101

102 Ekologisin vaihtoehto Tämän sivun taulukoissa on esitetty ekologisimman vaihtoehdon 50 vuoden elinkaaren kaikki ympäristövaikutukset kahdella eri lämmitysmuodolla laskettuina KAUKOLÄMPÖ Elinkaaren vaihe materiaalien kulutus (tn) Rakennusmateriaalit Rakennusmateriaalien ja jätteiden kuljetus Rakentamisen ja purkutyön ympäristövaikutukset Käytönaikaiset ympäristövaikutukset Yhteensä Taulukko 34. Ekologisimman vaihtoehdon elinkaaren aikaiset ympäristövaikutukset, kun rakennuksen lämmittämiseen on käytetty kaukolämpöä. uusiutuva raaka-aine (tn) uusiutumaton raaka-aine (tn) sitoutunut hiilidioksidi (tn) uusiutuva energia (GJ) uusiutumaton energia (GJ) energiasisältö (GJ) kasvihuonekaasupäästöt (tn) Kuva 93. Ekologisimman vaihtoehdon kasvihuonekaasujen jakautuminen elinkaaren eri vaiheisiin. Kaukolämpötalo MAALÄMPÖ Elinkaaren vaihe materiaalien kulutus (tn) Rakennusmateriaalit Rakennusmateriaalien ja jätteiden kuljetus Rakentamisen ja purkutyön ympäristövaikutukset Käytönaikaiset ympäristövaikutukset Yhteensä Taulukko 35. Ekologisimman vaihtoehdon elinkaaren aikaiset ympäristövaikutukset, kun rakennuksen lämmittämiseen on käytetty kaukolämpöä. uusiutuva raaka-aine (tn) uusiutumaton raaka-aine (tn) sitoutunut hiilidioksidi (tn) uusiutuva energia (GJ) uusiutumaton energia (GJ) energiasisältö (GJ) kasvihuonekaasupäästöt (tn) Kuva 94. Ekologisimman vaihtoehdon kasvihuonekaasujen jakautuminen elinkaaren eri vaiheisiin. Maalämpötalo 102 (Antti Ruuska, Tarja Häkkinen: Hirsitalon ympäristövaikutusten elinkaarilaskenta, VTT 2012)

103 13. Tulosten analysointi Kun rakennuksen lämmittämiseen käytetään kaukolämpöä, on normitalon hiilijalanjälki 2 % suurempi kuin As. Oy Jokilehdon ja 5 % suurempi kuin ekologisimman vaihtoehdon. Jos lämmitys hoidetaan maalämmöllä, on normitalon hiilijalanjälki 6 % suurempi kuin As. Oy Jokilehdon ja 11 % suurempi kuin ekologisimman vaihtoehdon. Materiaalivalmistuksen ekologisuuden ero ei näy kovin suurena rakennuksen koko elinkaarenaikaista hiilijalanjälkeä tarkasteltaessa. Vertailu osoittaa sen, että kuta ekologisemmalla lämmitysmuodolla taloa lämmitetään, sitä suuremmaksi kasvaa materiaalivalmistuksen tuottama etu. Nollapäästöisellä polttoaineella (esimerkiksi puulämmitys), on normitalon hiilijalanjälki 5 % suurempi kuin As. Oy Jokilehdon mutta ekologisimmalla vaihtoehdolla jo 17 % suurempi kuin ekologisimman vaihtoehdon. Näissäkin kuvioissa näkyy betonirakenteisen alapohjan vaikutus Jokilehdon ja normitalon hiilijalanjälkeen tasoittavana tekijänä. Rossipohjan käyttäminen ekologisimmassa vaihtoehdossa tuo selvän eron hiilijalanjälkeen. Tässä vertailussa ei ole mukana rakennukseen sitoutunutta energiaa, eikä hiilinielua. Niiden vaikutusta tarkastellaan seuraavilla sivuilla. Kuva 95. Hiilijalanjälkivertailu. Puulämmitysskenaariossa lämmityksen ja lämpimän käyttöveden päästöt on oletettu nollaksi. Muiden vaihtoehtojen hiilijalanjälki on edellisten sivujen laskelmien mukainen. Kuva 96. Elinkaarenaikaisen hiilijalanjäljen jakautuminen eri vaihtoehdoissa silloin, kun lämmitykseen on käytetty puuta. Normitalossa jo melkein puolet hiilijalanjäljestä syntyy jo rakennusaikana, vaikka talo ei ole passiivienergiatalo. Energiatehokkuuden lisäksi käytettävän energian ekologisuus vaikuttaa voimakkaasti hiilijalanjäljen jakaumaan. Kaukolämpö ja maalämpöskenaariot: Antti Ruuska, Tarja Häkkinen: Hirsitalon ympäristövaikutusten elinkaarilaskenta, VTT 2012, puulämpöskenaario: Matti Alasaarela 103

104 13.1 Rakenteisiin sitoutuneen hiilen vaikutus hiilijalanjälkeen Puurakenteisiin sekä esimerkiksi solumuovieristeisiin sitoutunut hiili varastoituu rakennukseen koko elinkaaren ajaksi. Jos rakenteet otetaan uusiokäyttöön rakennuksen purkamisen jälkeen, jatkuu hiilen varastoitumisen aika. Jos hiiltä sisältävät materiaalit poltetaan, vapautuu hiili takaisin ilmaan hiilidioksidina. Myös kaatopaikalle joutuneesta materiaalista hiili palautuu ilmaan hiilidioksidina materiaalin lahoamisen seurauksena. Maan alla lahoaminen tapahtuu hitaasti, mikä jatkaa hiilen varastoitumisaikaa. Puurakenteiden hiilivaraston huomioimisesta ei ole kansainvälistä yksimielisyyttä. Käsittelyyn on olemassa useita erilaisia tapoja, joita käsitellään tässä yhteydessä. VTT on skenaariolaskelmissaan tutkinut hiilivaraston huomioimista seuraavilla standardeilla: ISO standardin mukaan tuotteiden hiilijalanjälki määritetään tuotteen elinkaaren aikaisten CO2-ekvivalenttipäästöjen ja hiilivarastojen erotuksena. Hiilivarasto määritetään standardissa hiilenä, joka on poistunut ilmakehästä ja varastoitunut tuotteeseen. Standardi ei määritä hyvityksiä tuotteen sitomalle hiilelle, jos hiili poistuu tuotteesta elinkaaren lopussa. PAS (Publicly available specification) 2050 on ensimmäinen laajalti tunnustettu ohje hiilijalanjäljen laskentaan. Sen julkaisi British Standards Institution (BSI) yhteistyössä Carbon Trust:in ja Defran kanssa vuonna Ohjeen mukaan laskennassa on huomioitava kaikki fossiilisista lähteistä peräisin olevat kasvihuonekaasupäästöt, sekä biogeenisistä kasvihuonekaasupäästöistä muut kuin hiilidioksidipäästöt. Ohjeen mukaan tuotteen hiilijalanjäljestä voidaan vähentää osa tuotteen hiilivarastosta, jos vähintään puolet tuotteessa olevasta biogeenisestä hiilestä on poissa ilmakehästä vähintään yhden vuoden ajan. Hyvitys voidaan laskea seuraavalla kaavalla: hiilivaraston pituus (vuotta) hiilisisältö (CO2-ekv). 100 Kaavasta nähdään, että jos hiilivaraston pituus on 50 vuotta, voidaan tuotteen hiilijalanjäljestä vähentää puolet siihen sitoutuneesta hiilestä. CEN/TC175:n standardiluonnoksen, pren Round and sawn timber - Environmental Product Declarations - Product category rules for wood and wood-based products for use in construction mukaan tuotteille luontainen hiilivarasto (eli tuotteisiin sitoutunut hiili) voidaan dokumentoida osana päästölaskelmia. Standardiluonnoksen mukaan myös kasvihuonekaasupäästöjen ajoituksen vaikutus voidaan käsitellä päästölaskelmissa. Päästöjen ajoituksen vaikutus vaikuttaa päästöjä vähentävästi. Tämä päästövähennys (100 vuoden tarkastelujaksolla) lasketaan vastaavalla tavalla kuin edellä kuvatussa PAS 2050-ohjeessa. ILCD Handbook antaa laskentaohjeen sekä biogeenisen, että fossiilisen hiilidioksidin väliaikaisen hiilivaraston vaikutuksen määrittämiseen. Molempien osalta noudatetaan samaa laskentakaavaa, jossa väliaikaisen hiilivaraston vaikutus hiilijalanjälkeen saadaan kaavasta: hiilisisältö (kg CO2-ekv)*hiilivaraston pituus (vuotta)*(-0,01 (kg CO2-ekv)/(kg CO2-ekv*vuotta)). Jos hiilivaraston pituus on 50 vuotta, voidaan tuotteen hiilijalanjäljestä vähentää puolet siihen sitoutuneesta hiilestä. Toisin sanoen, kaava on käytännössä sama kuin edellä. Tässä tehtävissä tarkasteluissa tutkitaan tilannetta, jossa elinkaarenaikaisista päästöistä vähennetään oheisten laskentatapojen mukainen 50% rakenteiden hiilivarastosta 50 vuoden elinkaarella. 104 Lainaus: Antti Ruuska, Tarja Häkkinen: Hirsitalon ympäristövaikutusten elinkaarilaskenta, VTT 2012

105 Taulukosta 36 nähdään, että hiilivaraston vaikutus hiilijalanjälkeen on Jokilehdolla kaukolämmöllä 8% ja maalämmöllä 17%. Normitalolla hiilivaraston vaikutus hiilijalanjälkeen on kaukolämmöllä 3% ja maalämmöllä 6%. Tuloksista havaitaan myös, että Jokilehdon hiilijalanjälki on kaukolämmön tapauksessa noin 10% pienempi ja maalämmön tapauksessa noin 16% pienempi kuin normitalolla, kun hiilivaraston hyvitys huomioidaan laskennassa. Kun rakennuksen lämmittämiseen käytetään kaukolämpöä, on normitalon hiilijalanjälki 7% suurempi kuin As. Oy Jokilehdon ja 19% suurempi kuin ekologisimman vaihtoehdon. Jos lämmitys hoidetaan maalämmöllä, on normitalon hiilijalanjälki 20% suurempi kuin As. Oy Jokilehdon ja 49% suurempi kuin ekologisimman vaihtoehdon. tutkitut vaihtoehdot hiilijalanjälki (tn) materiaalien hiilisisältö (tn) 50 %:n hyvitys hiilivarastosta (tn)) hiilijalanjälki hyvityksen jälkeen Jokilehto, kaukolämpö ,1 18,6 211,4 Normitalo, kaukolämpö ,5 226,5 Ekologisin, kaukolämpö Jokilehto, maalämpö ,1 18,6 92,4 Normitalo, maalämpö ,5 110,5 Ekologisin, maalämpö Jokilehto, puulämpö 77 37,1 18,6 58,4 Normitalo, puulämpö ,5 73,5 Ekologisin, puulämpö Taulukko 36. Elinkaaren aikainen hiilijalanjälki kun 50% hiilivarastosta on hyvitetty Nollapäästöisellä polttoaineella (esimerkiksi puulämmitys), on normitalon hiilijalanjälki 26% suurempi kuin As. Oy Jokilehdon mutta ekologisimpaan vaihtoehtoon verrattuna normitalon hiilijalanjälki on kaksinkertainen. Kuva 97. Elinkaaren aikainen hiilijalanjälki kun 50% hiilivarastosta on hyvitetty Kaukolämpö ja maalämpöskenaariot: Antti Ruuska, Tarja Häkkinen: Hirsitalon ympäristövaikutusten elinkaarilaskenta, VTT 2012, puulämpöskenaario: Matti Alasaarela 105

106 Hiilivaraston suuruutta voidaan havainnollistaa myös kuvaajalla, jossa esitetään eri laskentatapausten hiilisisältö suhteessa talon valmistuksesta ja lämmityksestä aiheutuviin päästöihin. Hirsitalon sisältämää hiilimäärää verrataan käyttövaiheen tilojen lämmityksessä käytettävän energian aiheuttamiin päästöihin. Vaakaakseli kuvaa tarkasteluvuotta, eli vaaka-akselin arvo 0 kuvaa rakennuksen käyttöönottohetkeä. Pystyakseli kuvaa hirsitalon kumulatiivisia CO2-ekv-päästöjä. Käyttöönottohetkellä päästöt vastaavat hiilinielun suuruuden (negatiivinen) ja valmistuksen päästöjen (positiivinen) summaa. Päästöjen kokonaismäärä kasvaa vuosittain. Kohta, jossa kuvaajat leikkaavat vaaka-akselin, kertoo, milloin valmistuksen ja tilojen lämmityksen energian aiheuttamat päästöt ovat suuruudeltaan hiilinielua vastaavat (kuva 98) Hirren sisältämän bioenergian vaikutus Vtt:n tutkimuksessa tarkasteltiin myös seinähirsien sisältämän bioenergian merkitystä rakennuksen elinkaaren kokonaisenergiankulutukseen. Laskelmissa oletettiin, että hirsien energiasisältö saadaan muutettua 90%:n hyötysuhteella lämmitysenergiaksi esimerkiksi kaukolämpökattilassa tai takassa polttamalla. Alla olevassa taulukossa 37 on Jokilehdon ja ekologisimman vaihtoehdon hirsistä laskettu lämmitysenergian määrä. Lisäksi tarkasteltiin, kuinka monta vuotta tuolla teoreettisesti saatavalla lämmitysenergialla voitaisiin hoitaa talon lämmitys (taulukko 38). Hirsirakenteista saatava lämmitysenergia yhteensä (MWh) Tilojen lämmityksen energiatarve (MWh/vuosi) Aika, jonka hirsitaloa lämmittäisi hirsien energialla (vuosina) Jokilehto 81,0 9,8 8 ekologisin 132,5 9,8 13,5 Taulukko 38. Aika, jonka taloa voisi lämmittää seinähirsistä saatavalla lämmitysenergialla. hirsirakenteiden massa (tn) energiasisältö (GJ) hirsirakenteiden energiasisältö (MWh) lämmöntuotannon hyötysuhde (η) tuotetun lämmitysenergian määrä (MWh) Jokilehto, hirsirakenteet 15,7 323,9 90,0 0,9 81,0 Ekologisin vaihtoehto, hirsirakenteet 25,7 529,9 147,2 0,9 132,5 Taulukko 37. As. Oy Jokilehdon ja ekologisimman skenaarion hirsistä saatava lämmitysenergia. Kuva 98. Päästöjen kokonaismäärä ajan suhteen. 106 Lähde: Antti Ruuska, Tarja Häkkinen: Hirsitalon ympäristövaikutusten elinkaarilaskenta, VTT 2012

107 13.3 Hirsituotannon sivutuotteiden sisältämän bioenergian vaikutus Hirren valmistuksen yhteydessä syntyy sivutuotteita, joita voidaan käyttää bioenergiana energiantuotannossa. Sivutuotteet eivät kuitenkaan ole täysin päästötöntä energiaa, sillä sivutuotteille allokoidaan myös tietty osuus hirren valmistuksen päästöistä. Allokointi suoritetaan tyypillisesti massaperusteisesti, jossa hirsituotannon aiheuttamat päästöt jaetaan hirren ja sivutuotteiden kesken. Tässä tehtävissä tarkasteluissa käytetään laskenta-arvoja, joissa sivutuotteiden tuotannon aiheuttamat päästöt on huomioitu laskennassa. Toisin sanoen, hirren sivutuotteista saatavan päästöttömän energian määrän laskennassa on huomioitu myös sivutuotteiden tuotannon aiheuttamat päästöt. VTT:n tutkimusraportin perusteella voidaan laskea hirren sivutuotteiden sisältämän energian olevan noin 1,98 GJ rakennuksessa olevaa hirsitonnia kohden. Sivutuotteiden energiasta saadaan (sivutuotteiden päästöt huomioiden) kaukolämmöllä tuotettua, päästötöntä lämmitysenergiaa noin 1,86MWh rakennuksen hirsitonnille. As Oy Jokilehdossa hirren massa on 15,7 tonnia ja ekologisimmassa skenaariossa 25,7 tonnia. hirsirakenteiden massa (tn) Sivutuotteista saatava lämmitysenergia (MWh/tn) Sivutuotteista saatava lämmitysenergia yhteensä (MWh) Tilojen lämmityksen energiatarve (MWh/vuosi) Jokilehto, hirsirakenteet 15,7 1,9 29,2 9,8 3 Ekologisin vaihtoehto, hirsirakenteet 25,7 1,9 47,8 10,7 4 Taulukko 39. As. Oy Jokilehdon ja ekologisimman skenaarion hirsistä saatava lämmitysenergia Hirren ja hirsituotannon sivutuotteiden sisältämän bioenergian vaikutus yhteensä Taulukossa 40 on laskettu yhteen edellälasketut hirren ja hirrenvalmistuksen sivutuotteiden sisältämän bioenergian määrä ja aika, kuinka pitkään taloa voitaisiin lämmittää tuolla energialla. Viimeinen aikasarake taulukossa kuvaa teoreettisia päästövapaita vuosia, olettaen, että kaikki hirrestä ja sivutuotteista saatava energia on käytetty talon lämmitykseen 90% hyötysuhteella. As. Oy Jokilehdolla tuo aika on 11 vuotta ja ekologisimmalla vaihtoehdolla 18.5 vuotta. Tarkasteluissa vain hirsien puumateriaali ja valmistuksen sivutuotteet on otettu huomioon. Normitalossa hirsiä ei ole. Jokilehto, hirsien bioenergiasisältö Hirsirakenteista saatava lämmitysenergia yhteensä (MWh) Tilojen lämmityksen energiatarve (MWh/vuosi) Aika, jonka hirsitaloa lämmittäisi hirsien energialla (vuosina) 81,0 9,8 8 Jokilehto, sivutuotteiden 29,2 9,8 3 bioenergia- sisältö Jokilehto yhteensä 110,2 11 Aika, jonka hirsitaloa lämmittäisi hirsien energialla (vuosina) ekologisin, hirsien 132,5 9,8 13,5 bioenergiasisältö ekologisin, sivutuotteiden 47,8 9,8 5 bioenergia- sisältö ekologisin yhteensä 180,3 18,5 Taulukko 40. Aika, jonka taloa voisi lämmittää seinähirsistä saatavalla lämmitysenergialla. Lähde: Antti Ruuska, Tarja Häkkinen: Hirsitalon ympäristövaikutusten elinkaarilaskenta, VTT

108 13.5 Kokonaisenergiankulutuksen tarkastelu eri vaihtoehdoissa Vuoden 2012 rakentamismääräyksissä D3 rakennusten energiatehokkuutta tarkastellaan sille lasketun kokonaisenergiankulutuksen avulla. Laskettu E-luku kuvaa rakennuksen ulkopuolelta ostetun energian määrää painotettuna eri energiamuotojen kertoimilla. Kuva vuoden käytön aikaisen kokonaisenergiankulutuksen vertailu eri lämmitysmuodoilla ja bioenergian huomioimisella. VTT:n skenaariolaskelmissa on tarkasteltu As. Oy Jokilehon ja normitalon laskennallista kokonaisenergiankulutusta kaukolämpöja maalämpövaihtoehdoilla. Viereisessä kuvassa on graafisesti esitetty eri skenaariolaskelmien tulokset. Kuvassa on esitetty 50 vuoden elinkaaren kokonaisenergiankulutus. Bioenergia I kuvaa kokonaisenergiankulutusta, jossa bioenergia on otettu huomioon rakentamismääräysten energiakertoimella 0,5. Bioenergia II kuvaa kokonaisenergiankulutusta, jossa bioenergian kertoimena on käytetty nollaa. Ilman bioenergian huomioimista Jokilehdon ja normitalon energiankulutus on sama. Lähtökohtana oli, että normitalon rakenteet säädettiin siten, että talojen energiankulutukset ovat yhtenevät. Kaukolämpö: Jokilehdon kokonaisenergiankulutus on bioenergia I-skenaariolla 22MWh ja bioenergia II-skenaariolla 77MWh pienempi, kuin normitalon kaukolämpöskenaarion kokonaisenergiankulutus. Tarkasteltaessa pelkästään lämmitysenergian kulutusta, Jokilehdon kaukolämmön lämmitysenergiankulutus voisi olla bioenergia I-skenaariolla 11% suurempi ja bioenergia II-skenaariolla 32% suurempi, jotta kokonaisenergiankulutus vastaisi normitaloa. Maalämpö Jokilehdon kokonaisenergiankulutus on bioenergia I-skenaariolla 54MWh ja bioenergia II-skenaariolla 75MWh pienempi, kuin normitalon maalämpöskenaarion kokonaisenergiankulutus. Tarkasteltaessa pelkästään lämmitysenergian kulutusta, Jokilehdon maalämmön lämmitysenergiankulutus voisi olla bioenergia I-skenaariolla 21% suurempi ja bioenergia II-skenaariolla 29% suurempi, jotta kokonaisenergiankulutus vastaisi normitaloa. Bioenergia II skenaariolla ekologisimman vaihtoehdon lämmitysenergiankulutus voisi olla jopa puolitoistakertainen verratuuna normitaloon 108 Lähde: Antti Ruuska, Tarja Häkkinen: Hirsitalon ympäristövaikutusten elinkaarilaskenta, VTT 2012, Ekologisin skenaario: Matti Alasaarela

109 14. Hirsitaloasumisen terveysvaikutukset Hankkeen yhtenä tavoitteena oli selvittää hirsitaloasumisen terveysvaikutuksia. Koska hankesuunnitelmaan ei sisältynyt varsinaisten perustutkimusten teko, päädyttiin kartoittamaan tilannetta asukaskyselyillä. Kyselyä varten laadittiin yksityiskohtainen tarjouspyyntö, jossa määritettiin selvitettävät asiat. Kyselyn toimittajaksi valittiin Terveyden ja Hyvinvoinnin laitos THL Raportin tiivistelmä (kursivoitu teksti on suora lainaus raportista) Terveyden ja hyvinvoinnin laitoksen raportti (Anttila ym. 2012) on alkuperäisenä luettavissa verkossa: URN:ISBN: Tavoite Tavoitteena oli selvittää, onko hirsitaloissa asuvien asumistyytyväisyydessä ja terveydentilassa eroja suhteessa muista materiaaleista rakennetuissa taloissa asuviin. Tutkimus on alustava, ja sen avulla on tarkoitus arvioida jatkotutkimusten tarve. Koska tässä selvityksessä olevien hirsitalojen keski-ikä on varsin korkea, tulisi jatkotutkimus kohdistaa uudempiin taloihin. Aineisto THL käytti työssä ALTTI 2007 ja ALTTI 2011 tutkimuksissa kerättyä aineistoa, joka soveltui erittäin hyvin hirsikorttelihankkeen tavoitteisiin. ALTTI aineisto on saatu satunnaisotannalla valituilta, noin 3000 asuntokunnalta kyselytutkimuksena. Kyselyaineistoon lisättiin Väestörekisterikeskukselta saadut tiedot rakennuksista, joiden avulla oli mahdollista eritellä rakennukset runkomateriaalin mukaan. ALTTI tietokannassa oli yhteensä 736 omakotitai paritaloissa asuvaa vastaajaa, joista 37 (5%) asui hirsitaloissa. Rivitaloissa asuvat poistettiin otannasta sillä perusteella, että niissä asui enemmän vuokralaisia. Rivitaloasukkaat poikkesivat myös sukupuolen ja siviilisäädyn perusteella huomattavasti omakotitaloissa asuvista. Havainnot jaoteltiin hirsi, puu ja kivi-ryhmään Väestörekisterikeskukselta saadun rakennemateriaalin ja vastaajien raportoiman hirsisen seinäpinnan mukaan. Puutaloja oli 609, kivitaloja 83 ja hirsitaloja 37. Lisäksi aineistossa oli seitsemän havaintoa, joista rakennemateriaali ei selviä, millä perusteella ne jäivät pois analyyseista. Rakennuksen ikä saatiin Väestörekisterikeskuksen tilastoista. Myös muita taustamuuttujia selvitettiin sieltä, kuten asunnon hallintamuoto ja lämmitysmuoto. Väestörekisterikeskukselta saadut tiedot perustuvat rakentamisajankohtaan, eivätkä kaikki tehdyt muutokset ole päivittyneet sinne. Analyyseissä onkin käytetty väestörekisterikeskukselta saaduista tiedoista vain runkomateriaalia ja rakennuksen ikää koskevia tietoja. Muut tiedot on saatu vastaajilta. Analysointimenetelmät Aineiston tarkastelussa käytettiin SPSS-, SASja Microsoft Excel-ohjelmistoja. Osa-alueista asuinpaikka, asuinrakennus, tuhoeläimet, sisäilman laatu, lämmitys/lämpö-olosuhteet, kosteusolot, kemialliset epäpuhtaudet ja terveys tarkasteltiin luokitteluasteikollisten muuttujien suhdetta rakennusmateriaaleihin (hirsi, puu ja kivi) ristiintaulukoinnilla. Mikäli muuttujissa havaittiin eroavaisuuksia rakennusmateriaalin suhteen, suoritettiin muuttujille khin-neliö-testi, jota käytetään testaamaan kahden muuttujan välistä riippuvuussuhdetta. Khin-neliö-testissä havaittuja frekvenssejä verrataan odotettuihin frekvensseihin. Odotetut frekvenssit ovat riippumattomuustilanteen mukaisia frekvenssejä, eli laskettu sillä oletuksella, että muuttujat ovat riippumattomia toisistaan. Khin-neliö-testin luotettavuus kärsii, jos odotetut frekvenssit ovat pieniä, toisin sanoen jos havaintojen määrä tietyssä luokassa ei ole riittävän suuri. Tätä yritettiin välttää yhdistämällä luokkia silloin kun se oli mahdollista. Jatkuville muuttujille tehtiin t-testi, joka perustuu normaalijakaumaoletukseen ja jolla testataan eroavatko kaksi jakaumaa merkitsevästi toisistaan. Tilastolliseksi merkitsevyystasoksi valittiin p-arvo 0,05. Tilastollisessa testauksessa niin sanottu nollahypoteesi (lähtöhypoteesi) olettaa, ettei tutkittavien muuttujien välillä ole eroja eli että ne ovat 109

110 peräisin samasta jakaumasta. Tilastollinen merkitsevyys, p-arvo, kertoo kuinka todennäköistä on saada saadut tulokset nollahypoteesin ollessa voimassa. Jos testissä esimerkiksi verrataan kahden muuttujan jakaumia keskenään ja saadaan p-arvoksi 0,05, tarkoittaa tämä, että on 5 % todennäköisyys saada saatu tulos nollahypoteesin ollessa voimassa eli jos muuttujien välillä ei ole eroa. Karkeasti yleistäen voidaan sanoa, että tällöin on 5 % todennäköisyys, että havaittu ero on vain sattumaa. P-arvoa 0,05 pidetään yleisesti rajana, jota pienemmät arvot viittaavat siihen, että tutkittavien muuttujien välillä on tilastollisesti merkitseviä eroja. Erityisesti hirsitalojen suhteellisen pienestä määrästä johtuen kaikki erot eivät näy testeissä tilastollisesti merkitsevinä. Tästä syystä myös prosentuaalisesti suuret erot on huomioitu tarkastelussa suuntaa antavina tuloksina. Rakennusta koskevat tiedot Kaikissa ryhmissä suurin osa asukkaista (90%) omisti talon. Myös lämmin käyttövesi (97%) ja koneellinen ilmanvaihto (40%) oli yhtä yleinen kaikissa ryhmissä. Sen sijaan ensisijaisena lämmitysmuotona hirsitaloissa käytettiin eniten tulisijoja, puutaloissa sähköä ja kivitaloissa sähköä tai kaukolämpöä. Rakennuksen sisustusmateriaaleina hirsitaloissa oli käytetty enemmän puuta kuin muiden ryhmien taloissa. Tilastollisesti merkittävä ero löytyi asukkaiden tyytyväisyydessä talossa tehtyihin korjauksiin. Hirsitaloasukaista 77% oli tyytyväisiä, kun taas kivitalojen asukkaista vain 47% oli tyytyväinen tehtyihin korjauksiin. Puutaloasukkaiden tyytyväisyys oli siltä väliltä (65%). Otannassa mukana olevat talot olivat iältään vuotta. Kaikkien talojen keski-ikä oli 37 vuotta. Hirsitalojen keski-ikä oli 49, puutalojen 36 ja kivitalojen 33 vuotta. Hirsitalot olivat siis keskimäärin 12 vuotta vanhempia. Ero on tilastollisesti merkitsevä. Asuinpaikka Tilastollisesti merkittävä ero löytyi myös rakennusten sijainnissa. Hirsitaloista 70% oli haja-asutusalueilla tai maaseututaajamissa, kun taas kivitaloista vain 35% sijaitsi siellä. Myös puutaloista vain noin puolet (49%) oli maaseudulla Melkein puolet (49%) hirsitaloasukkaista asui maatilalla. Kivitaloasukkaista vain 6% ja puutaloasukkaista 14% asui maatilalla. Maatilalla asumisen vaikutus näkyi myös lemmikkieläinten ja tuhoeläinten esiintymistiheydessä. Hirsitaloasukkailla oli enemmän lemmikkieläimiä, ja pihapiirissä esiintyi useammin hiiriä ja rottia. Kuva 100. Kyselyssä mukana olleiden rakennusten ikäjakauma. (THL ) 110

111 Olosuhteet ja tyytyväisyys Kyselyssä löytyi selviä eroja asukkaiden tyytyväisyydessä asuntoonsa ja asumisolosuhteisiin. Hirsitaloasukkaiden tyytyväisyys asuntoon oli prosentuaalisesti selkeästi korkeampi kuin muiden talojen asukkailla. Hirsitaloasukkaista 80% oli tyytyväisiä asuntoon. Puutaloissa asuvista 68% ja kivitaloissa asuvista 58% oli tyytyväisiä asuntoonsa. Otannan suppeudesta huolimatta ero oli lähes tilastollisesti merkittävä. Tyytyväisyys sisäilman laatuun oli hirsitaloasukkailla yleisempää kuin muissa taloissa. Hirsitaloasukkaista 81% oli tyytyväisiä sisäilman laatuun. Vastaavasti puu- ja kivitaloissa asuvista 56% oli tyytyväisiä. Ero on tilastollisesti merkitsevä. Kuva 101. Tyytyväisyys asuntoon (tulokset vakioimattomia). (THL ) Ilmanvaihtomuodossa ei ollut ryhmien välillä tilastollisia eroja, mutta hirsitaloissa painovoimainen ilmanvaihto tai ei ilmanvaihtoa oli yleisempää erityisesti kivitaloihin verrattuna. Ilmanvaihtotyyppi on kuitenkin yhteydessä myös rakennuksen ikään. Raitisilmaventtiili makuuhuoneessa oli vain 35 % hirsitaloasukkaista, puutaloissa niitä oli 59 % ja kivitaloissa 64 %. Ero oli tilastollisesti merkitsevä. Raitisilmaventtiilien olemassaolo ei kuitenkaan välttämättä kerro sisäilman laadusta. Esimerkiksi ilman suodattimia olevien raitisilmaventtiilien kautta saattaa tulla enemmän ulkoilman epäpuhtauksia sisäilmaan. Kuva 102. Tyytyväisyys sisäilman laatuun (tulokset vakioimattomia). (THL ) 111

112 Lämpöolosuhteet ja ympäristön meluhaitat Kivi- ja hirsitaloissa asuvat olivat tyytyväisempiä kesäaikaiseen sisälämpötilaan kuin puutaloissa asuvat. 84% kivitaloasukkaista ja 81% hirsitaloasukkaista kokivat kesäaikaisen sisälämpötilan sopivaksi. Puutaloissa vastaava luku oli 72%. Hirsitaloasukkaat raportoivat muita ryhmiä enemmän vetoisuudesta talvella. Toisaalta yksikään hirsitaloasukas ei vastannut talvella olevan liian kylmää tai liian kuumaa. Vetoisuuteen vaikuttaa osittain rakennuksen ikä. Yli 50 vuotta vanhoissa taloissa oli raportoitu merkitsevästi enemmän vetoisuutta uudempiin taloihin verrattuna. Sen sijaan ikkunatyypillä (2-, 3- ja 4-kertaiset ikkunalasit) ei ollut yhteyttä vetoisuuteen. Asuinympäristön meluhaittoja raportoitiin hirsitaloissa noin 20 % vähemmän muihin taloihin verrattuna. Erityisesti pihamelu haittasi puu- ja kivitaloasukkaita enemmän kuin hirsitalossa asuvia. Asuinympäristön meluhaittojen vähäisyyttä hirsitaloasukkaiden raportoimana voi selittää asunnon sijainti, sillä hirsitaloasukkaista suurin osa asui taajama-alueilla tai maaseudulla. Terveys eroja eri vastaajaryhmissä, vaikka selvästi suurempi osa hirsitaloasukkaista raportoi yleisen terveyden tilansa olevan hyvä verrattuna muihin rakennustyyppeihin (Kuva 73). Kyselyssä yleisoireita ovat päänsärky, väsymys ja keskittymisvaikeudet, ylähengitystieoireita ovat nenän tukkoisuus, nuha ja kuiva tai kipeä kurkku, alahengitystieoireita ovat hengenahdistus, yskä ja limannousu, silmäoireita ovat kutina, kuivuminen ja roskan tunne silmässä ja iho-oireita ovat ihon punoitus, kuivuus ja kutina. Näissä yleis-, ylähengitystie-, alahengitystie-, silmä- tai iho-oireissa ei havaittu tilastollisesti merkitseviä eroja vastaajaryhmien välillä. Hirsitaloasukkaat kuitenkin raportoivat näitä oireita hieman harvemmin kuin muiden talojen asukkaat. Tutkimuksen terveys-osiossa kysyttiin tämänhetkistä terveydentilaa ja viimeisten 12 kuukauden aikana esiintyneiden oireiden ja hengitystietulehduksien yleisyyttä. Yleisessä terveydentilassa ei ollut tilastollisesti merkitseviä Kuva 103. Yleinen terveydentila eri vastaajaryhmissä (tulokset vakioimattomia). (THL ) 112

113 Astman esiintyvyydessä ei havaittu eroja vastaajaryhmien välillä. Allergioista siitepölyallergiaa esiintyi hirsitaloissa yli 10 % vähemmän kuin kivitaloissa. Hirsitaloasukkailla esiintyi jonkin verran enemmän hengitystietulehduksia (välikorvan-, poskiontelo- tai keuhkoputkentulehduksia) ja niistä johtuvia lääkärissä käyntejä, mutta erot eivät olleet tilastollisesti merkitseviä. Syventävät analyysit Alustavien analyysien perusteella valittiin syventävään analyysiin asuinolosuhteita ja terveyttä kuvaavat muuttujat asuntoon tyytyväisyys, sisäilmaan tyytyväisyys ja yleinen terveydentila, koska välillä oli eroja vastaajaryhmittäin. Analyysimenetelmänä käytettiin logistista regressiota, joka mahdollisti useamman muuttujan yhtäaikaisen tarkastelun. Näin ollen saatiin selville johtuiko erot rakennemateriaalista vai vaikuttivatko muut muuttujat voimakkaammin selitettävään muuttujaan. Tavoitteena oli selvittää mitkä muuttujat vaikuttavat tapahtuman todennäköisyyteen ja kuinka suuri vaikutus niillä on. Syventävät analyysit ovat luettavissa liitteenä olevasta raportista. Esimerkkinä logistisen regression käyttämisestä mallintamisessa alla raportin kohta, jossa on käsitelty asukkaiden yleistä terveydentilaa. Yleistä terveydentilaa mitattiin luokilla hyvä ja muut (melko hyvä, tyydyttävä, melko huono ja huono). Yleiseen terveydentilaan ajateltiin materiaalin lisäksi vaikuttavan muuttujat koulutus, hallintamuoto, asuntoon ja sisäilmaan tyytyväisyys, asumiskustannukset, asuinsijainti sekä liikunta. Näistä täydessä mallissa merkitseviä olivat koulutus, asuntoon sekä sisäilmaan tyytyväisyys ja liikunta. Mallissa, jossa oli vain materiaali ja vakiot, materiaali ei ollut merkitsevä, mutta ikä ja siviilisääty olivat merkitseviä. Samalla tavoin kuin edellä, tämä malli selitti suhteellisen huonosti yleistä terveydentilaa, eli materiaali ja vakiot eivät yksinään vaikuta suuresti hyvän yleisen terveydentilan todennäköisyyteen. Huomattavaa kuitenkin on, että erot puu- ja hirsitalojen välillä olivat lähes tilastollisesti merkitsevät hirsitalojen eduksi. Kun malliin lisättiin muita muuttujia, vakioiden osalta tilanne ei muuttunut. Materiaali ei tässäkään mallissa vaikuttanut merkitsevästi yleiseen terveydentilaan. Sisäilmaan tyytyväisillä oli 2.3 kertaa todennäköisemmin hyvä yleinen terveydentila, asuntoon tyytyväisillä vastaava luku oli 2.4. Hyvä yleinen terveydentila oli todennäköisempää myös useita kertoja viikossa liikuntaa harrastavilla. (Taulukko 16.) Koska sisäilman laatu oli hirsitaloissa koettu paremmaksi ja sisäilman laadulla ja yleisellä terveydentilalla on yhteys, saattaa rakennemateriaali vaikuttaa sitä kautta yleiseen terveydentilaan. Taulukossa verrataan koulutusta kansakouluun, tyytyväisiä sisäilman laatuun ja asuntoon muihin ja useita kertoja viikossa liikkuvia harvemmin kuntoileviin. Logistista regressiota haluttiin käyttää mallintamaan myös muuttujia lämpöolosuhteet (sopivan lämmintä kesällä) sekä yleisoireet. Aineiston pienen koon ja puuttuvien havaintojen takia näitä muuttujia ei kuitenkaan pystytty mallintamaan. Aineiston pieni koko ja puuttuvat havainnot vaikuttivat myös luottamusväleihin, jotka useiden muuttujien kohdalla olivat hyvin leveät. Taulukko 41 seuraavalla sivulla: Logistinen regressio muuttujalle yleinen terveydentila (THL) 113

114 Malli, jossa materiaali+vakiot Sovitettu malli Muuttuja p-arvo kerroinsuhde luottamusväli (95%) p-arvo kerroinsuhde luottamusväli (95% Materiaali Hirsi Puu Kivi Sukupuoli Mies 1.00 Nainen Ikä Siviilisääty Naimaton 1.00 Naimisissa Eronnut Leski Koulutus Kansakoulu 1.00 Keskikoulu tai peruskoulu Lukio/ylioppilas tai amm Opistotason tutkinto Korkeakoulututkinto Tyytyväisyys sisäilmaan Muu* 1.00 Tyytyväinen Tyytyväisyys asuntoon Muu* 1.00 Tyytyväinen Liikunta Harvemmin 1.00 Useita kertoja viikossa *) melko tyytyväinen, melko tyytymätön ja tyytymätön 14.2 Analyyseista tehdyt johtopäätökset Aineistossa olevien hirsitalojen ikä ja asuinsijainti poikkesivat muista materiaalityypeistä, mikä täytyy ottaa huomioon tulosten tulkinnassa, samoin hirsitalojen pieni määrä. Saadut tulokset koskevat hirsitaloja, joiden keski-ikä on noin 50 vuotta. Rakennuksen ikä vaikutti myös muihin muuttujiin, esimerkiksi lämpöolosuhteisiin (vetoisuus). Hirsitaloasukkaista puolet asui maatilalla, mikä näkyi esimerkiksi lemmikkieläinten omistamisessa ja pihapiirin haittaeläimien esiintyvyydessä sekä meluhaittojen vähäisyydessä. Asuntoon tyytyväisyyden todennäköisyyteen hirsitalot eivät logistisessa regressiossa vaikuttaneet, mutta ristiintaulukoissa huomattiin selkeitä prosentuaalisia eroja vastaajaryhmien välillä. On mahdollista, että materiaali vaikuttaa muiden muuttujien kautta (esimerkiksi sisäilmaan tyytyväisyyden kautta), mutta sitä ei pystytä tällä tutkimuksella toteamaan. Toisin sanoen hirsitaloasukkaat saattavat olla tyytyväisiä asuntoonsa, koska he ovat tyytyväisiä sisäilman laatuun. Hirsitalojen sisäilmasta saatiin analyyseissa tietoa mm. ilmanpuhdistimien, ilmanvaihdon, raitisilmaventtiilien ja vastaajien raportoiman tyytyväisyyden perusteella. Hirsitaloista vain yhdestä löytyi ilmanpuhdistin ja raitisilmaventtiileitä oli vähemmän kuin muissa ryhmissä. Sisäilmaan tyytyväisyyttä mallinnettaessa logis- 114

115 tisella regressiolla hirsitaloasukkaat olivat neljä kertaa todennäköisemmin tyytyväisiä sisäilman laatuun verrattuna puutaloissa asuviin vastaajiin ja kuusi kertaa todennäköisemmin verrattuna kivitaloissa asuviin vastaajin. Hirsitaloasukkaiden yleinen terveydentila oli parempi kuin muissa vastaajaryhmissä, vaikka erot eivät olleetkaan tilastollisesti merkitseviä. Erilaisia oireita (yleisoireet, ylähengitystieoireet, jne.) näytti esiintyvän hirsitaloissa harvemmin kuin muissa ryhmissä. Astman ja allergioiden esiintyvyydessä ei ollut vastaajaryhmien välillä suuria eroja. Sen sijaan hengitystietulehduksia näytti olevan hirsitaloasukkailla enemmän muihin vastaajaryhmiin verrattuna. Logistisessa regressiossa hirsitalot eivät vaikuttaneet merkitsevästi hyvän terveydentilan todennäköisyyteen. Sen sijaan koulutus ja sisäilmaan sekä asuntoon tyytyväisyys olivat mallissa merkitseviä. Sekä asuntoon tyytyväisyyttä että yleistä terveydentilaa tutkittaessa alustavissa analyyseissa oli prosentuaalisesti suuria eroja (yli 10 %), jotka eivät olleet tilastollisesti merkitseviä. Tilastollisen merkitsevyyden puuttuminen todennäköisesti johtuu hirsitalojen pienestä määrästä. Jatkotutkimustarpeen arviointi Tämän tutkimuksen tulosten perusteella suositellaan jatkotutkimusta, jossa paneudutaan tarkemmin niihin tekijöihin, jotka vaikuttavat asumisterveyteen ja -tyytyväisyyteen hirsitaloissa. Jatkotutkimuksena voisi ajatella tapausverrokkitutkimusta, johon valittaisiin satunnaisotannalla tarvittava määrä hirsitaloja sekä vastaavat määrät puu- ja kivitaloja. Hirsitaloasukkaat voisi valita satunnaisotannalla, kuitenkin niin, että tulokset koskisivat pääasiassa uudempia hirsitaloja. Otanta voitaisiin tehdä esimerkiksi hirsitaloteollisuuden asiakasrekisteristä. Alustavan otoskoon laskennan mukaan hirsitaloja tulisi olla aineistossa vähintään 100 kappaletta. Hirsitalojen määrän tarve on alustavassa laskelmassa laskettu pitämällä merkitsevyystasona 0.05 ja testin voimakkuutena 0.8 (todennäköisyys sille, että hylätään väärä nollahypoteesi). Otoskoko on laskettu logistisen regression mukaan olettamalla, että selitettävän muuttujan esiintymistodennäköisyys on 60 %. Tällä otoskoolla ja näillä oletuksilla voidaan havaita ne kerroinsuhteet hirsitalojen ja puu-/kivitalojen välillä, jotka ovat suurempia kuin 2. Jos voimakkuus ja selitettävän muuttujan esiintymistodennäköisyys ovat suurempia tai havaittava kerroinsuhde pienempi, on otoskokoa kasvatettava. Esimerkiksi esiintymistodennäköisyydellä 70 % ja voimakkuudella 0.9, otoskoko olisi noin 450, jolloin hirsitaloja tarvittaisiin aineistoon 150. Tarkemmin tulisi miettiä erityisesti kuinka pienet kerroinsuhteet ovat käytännössä merkittäviä, eli kuinka paljon suurempi todennäköisyys hirsitaloissa tulisi olla esimerkiksi sisäilmaan tyytyväisyyteen verrattuna muihin luokkiin. Tarkempaa otoskoon laskentaa suositellaan, koska tarvittavien havaintojen määrä vaikuttaa ennen kaikkea saatujen tulosten luotettavuuteen, aineiston keräämistapaan ja kyselylomakkeen tekoon (kun huomioidaan todennäköinen vastausprosentti) sekä kustannuksiin Yhteenveto Aineiston analysointi osoittaa, että hirsitaloissa asuvien tyytyväisyys asuntoon ja sisäilman laatuun poikkeaa muissa taloissa asuvista hirsitalojen eduksi. Myös asukkaiden terveydentilassa on eroja hirsitalojen ja muista materiaaleista tehtyjen talojen välillä. Tehty selvitys herättää monta kysymystä, jotka tulisi selvittää laajemmilla jatkotutkimuksilla, kuten THL raportissaan esittää. Se tosiasia, että tutkimuksen aineisto oli kerätty muuta kuin tätä tutkimusta varten, ei ainakaan heikennä tutkimuksen luotettavuutta. Kyselytutkimusten tekijät ja vastaajat eivät ole voineet alitajuisestikaan käsitellä asioita hirsitalojen kannalta. Hirsitalojen muita taloja vanhempi ikä, ja talojen pääasiallinen sijainti maaseudulla ovat hyvin todennäköisesti tuloksiin vaikuttavia tekijöitä. Olisi mielenkiintoista selvittää onko maaseudulla asuvilla ihmisillä rennompi ja tyytyväisempi asenne elämää ja ympäristöä kohtaan, ja jos on, niin miten suuri vaikutus sillä on kyselyn tuloksiin. 115

116 15. Hankkeen matkailulliset vaikutukset Hirsikorttelialueen valmistuttua se täydentää Pudasjärven keskusta-alueen matkailullista tarjontaa. Pudasjärven keskustan alueella on hirsikorttelin lisäksi kehittyviä useita matkailukohteita, kuten Kulttuurikeskus Pohjantähti, Taiteilija Paavo Tolosen taidemuseo, harrasteilmailukeskus, Jyrkkäkosken huvikeskus ja leirintäalue, Jyrkkäkosken Caravan-alue, <perinnekylä (kotiseutumuseo) ja vanha puukirkko. Näissä kohteissa vanhaa suomalaista perinneasumista ja rakentamista on nähtävissä kirkonmäellä ja Perinnekylässä. Kohteissa on nähtävillä yli 20 erilaista ja eri ikäistä hirsirakennusta. Perttalan asuinalueelle on rakennettu 1980-luvulla Suomen ensimmäisiä uusia hirsirakenteisia omakotialueita. Tällä alueella on yhteensä kahdeksan kohdetta. Hirsikorttelialue liittyy oleellisena osana tähän hirsirakentamisen pitkään perinteeseen, edustaen 2000-luvun modernia ja tutkittuun tietoon perustuvaan energiataloudelliseen yhdyskuntasuunnitteluun ja rakentamiseen perustuvaa rakentamista. Näistä kohteista on hankkeen aikana tehty erillinen esite ja hirsikorttelialueelle sijoitettu informaatiotaulu, joilla omatoimimatkailijat opastetaan hirsikorttelialueelle ja edellä mainittuihin hirsirakentamisen vanhoihin kohteisiin. Hirsikorttelialueelle rakennetaan edelleen uutta rakennuskantaa. Kesällä 2012 sinne valmistuu noin 800 k-m2 uutta tilaa. Tästä syystä alueen ympäristö ei ole vielä edustavimmillaan. Hankeaikana alueeseen on käynyt tutustumassa satoja alan ihmisiä kotimaasta ja ulkomailta. Ulkomainen delegaatio tutustui siihen kesällä Delegaation mukana oli osallistujia noin 20 eri maasta. Kotimaisista alan asiantuntijoista koostuvia kävijöitä on ollut mm, WSP Finland Oy:stä, Oulun kaupungin rakennusvirastosta, Oulun kaupungin keskushallinnosta, Itä-Suomen AVI:sta, Pohjois-Suomen AVI:sta, Pohjois-Pohjanmaan Ympäristökeskuksesta, ISS Oy:stä, Espoon kaupungista, TEM:stä, Ylivieskan kaupungista, Kuopion Ammattikorkeakoulusta, Kemin kaupungista, PVO-Vesivoima Oy:stä, Metsähallituksesta, Sisäministeriöstä, Pohjois-Pohjanmaan ELY-keskuksesta ja lukuisista arkkitehtitoimistoista sekä rakennusliikkeistä ja rakennuttajapalveluista. Asiantuntijavierailujen lisäksi alueella on käynyt jo rakentamisen aikana paljon yksityisiä vierailijoita ja yritysten omia vieraita. Myös Syötteen alueen matkailijat ovat käyneet tutustumassa alueeseen. Pudasjärven kaupunki on esitellyt aluetta suurelle määrälle vieraitaan. Lisäksi aluetta on markkinoitu lukuisissa yleisötilaisuuksissa eri puolilla Suomea. Hirsikorttelihanke on ollut esillä myös arkkitehti Kimmo Kuismasen toimesta rakennusalan tapahtumissa Ranskassa, Saksassa Belgiassa, Chilessä ja 2012 se on mukana Kuismasen toimesta Japanissa järjestettävässä tapahtumassa. Jo hankeaikana hirsikorttelialue on saavuttanut ne matkailulliset tavoitteet, jotka sille asetettiin. Tulevaisuudessa sitä markkinoidaan Pudasjärven kaupungin yhtenä merkittävänä tutustumiskohteena ja se yhdistetään kaupungin alueen muuhun matkailutarjontaan. 116

117 16. Johtopäätökset Yli kolme vuotta kestäneen hankkeen aikana on ehtinyt tapahtua paljon hirsitalorakentamisen alalla. Energiatehokkuusmääräykset ovat muuttuneet kaksi kertaa ja hirsitalotehtaat ovat vastanneet muutoksiin kehittämällä tuotteitaan. Hankkeen eteneminen rinnan muutosten kanssa on kuitenkin ollut hedelmällistä. Hankkeessa käynnistetty hirsirakentamisen ekologian tutkimus on tuottanut tietoa, jota hirsitaloteollisuus on voinut käyttää ympäristöministeriön suuntaan. Seuraukset ovat suoraan nähtävissä energiatehokkuusmääräyksissä. Suomi on ainoa maa, jossa hirsirakennusten erityispiirteet on otettu huomioon rakennusten energiatehokkuusmääräyksiä kiristettäessä. Vuonna 2010, jolloin uusien rakennusten energiatehokkuutta parannettiin 30%, lähinnä rakenteiden lämmöneristysvaatimuksia kiristämällä, hirsiseinille asetettiin omat, muita suuremmat vertailuarvot. Vuoden 2012 muutoksessa ei näitä vertailuarvoja muutettu ja siirryttäessä energiatehokkuudessa kokonaisenergiankulutukseen perustuvaan tarkasteluun, hirsitalot saivat muita rakennuksia lievemmät vertailuarvot. Ympäristöministeriö perusteli päätöksiään hirsirakennusten rakentamisen vähäisillä ympäristövaikutuksilla ja halulla säilyttää hirsirakentamisen perinne Suomessa. Hankkeessa tuotetun tiedon tärkein käyttövaihe on kuitenkin vielä edessäpäin. Hirsitalon rakentamisen tuottamat kasvihuonekaasupäästöt ja energiankulutus on tutkittu tarkasti. Muista materiaaleista rakennettujen talojen ympäristövaikutuksia ei vielä tunneta yhtä tarkasti. Ympäristöministeriön mukaan seuraava vaihe energiatehokkuusvaatimusten kiristämisessä tulee olemaan materiaalivalmistuksen ympäristövaikutusten mukaan ottaminen rakennuksen energiatehokkuuden vaatimuksiin. Nykyisen tiedon mukaan materiaalitehokkuus otetaan huomioon kertoimella, jonka suuruus riippuu rakennuksessa käytetyistä päämateriaaleista. On selvää, että puu on kaikkein ympäristöystävällisin rakennusmateriaali, mutta siinä vaiheessa, kun kertoimia ryhdytään määrittelemään, tullaan käymään kädenvääntöä eri materiaalivalmistajien kesken. Silloin myös tässä hankkeessa saadulla tiedolla tulee olemaan käyttöä. Energiatehokkuusvaatimusten kiristäminen ei ole hirsitaloteollisuuden kannalta yksiselitteisesti negatiivinen asia. Se on saanut valmistajat kehittämään tuotteitaan paremmiksi. Yhteinen huoli on myös lisännyt oman yhdistyksen Hirsitaloteollisuus ry:n kautta tehtävää yhteistyötä hirsitaloalan hyväksi. Hirsitaloteollisuus ry:n toiminta on huomattavasti piristynyt tämän prosessin tuloksena. On myös selviä viitteitä siitä, että hirren käyttö tulee laajenemaan perinteisestä loma-asuntojen rakentamisesta yhä enemmän omakotitaloihin ja myös julkisiin rakennuksiin. Ilman ministeriön asettamia paineita kehitys ei ehkä olisi lähtenyt niin voimakkaasti liikkeelle. Tekemistä on kuitenkin vielä paljon. Hyvin usein vieläkin tulee vastaan asenteita, että eihän hirrestä voi rakentaa omakotitaloja, saati sitten suurempia rakennuksia. Tällaisia ennakkoluuloja on sekä suunnittelijoilla, että rakennuslupaviranomaisilla. Hirsitaloteollisuuden seuraavien vuosien yhtenä haasteena on noiden ennakkoluulojen murtaminen. Hirsikorttelihanke on toiminut ainakin alueellisesti tämänkin asian parantamiseksi. Pudasjärvelle on hankkeen aikana aloitettu hirsirakenteisen päiväkodin rakentaminen. Hirsirakenteen valinnan syynä on sen tarjoama kodikkuus ja odotukset sisäilman hyvästä laadusta. THL:n hirsikorttelihankkeessa tekemä selvitys hirsitaloasumisen terveysvaikutuksista on ollut yhtenä vaikuttavana tekijänä päätöksenteossa. Toinen suuri hirsirakennuskohde Pudasjärvellä on koulukeskuksen rakentaminen hirsirakenteisena. Koulu on koko Suomenkin mittakaavassa 117

118 suuri hirsirakennus. Syynä hirren valintaan ovat kokemukset edellisestä kivirakenteisesta koulusta, jonka sisäilmaongelmat eivät loppuneet siihen tehdystä miljoonaremontista huolimatta. Nämä käynnistyneet suuret julkiset hirsirakennukset ovat aiheuttaneet lukuisia yhteydenottoja eri paikkakunnilta Suomesta. Kiinnostus hirren käyttämisestä julkisissa rakennuksissa, etenkin oppilaitoksissa ja päiväkodeissa, joissa oleskelee paljon ihmisiä, on kovassa kasvussa. Pudasjärvi on nyt edelläkävijänä tässä asiasssa ja sitä tullaan seuraamaan tarkasti tulevaisuudessa. Tulevaisuuden ennustaminen on aina vaikeaa ja kuta pidemmälle aikavälille mennään, sitä vaikeampaa se on. Rakennusten elinkaarta arvioitaessa yleisimmin käytetty rakennuksen odotettavissa oleva elinikä on 50 vuotta. Myös tämän hankkeen skenaariolaskelmat perustuvat 50 vuoden elinkaareen. Kokemus on kuitenkin osoittanut, että hirsirakennusten elinikä saattaa olla jopa useita satoja vuosia. Perusteet 50 vuoden skenaariolaskelmille ovat kuitenkin olemassa. Pidemmällä aikajaksolla esimerkiksi ilmastonmuutoksen vaikutukset ja energiantuotannon muuttuminen ovat vaikeasti ennustettavissa. Viidenkymmenen vuoden elinkaaren käyttäminen laskelmissa tarjoaa myös parhaan vertailukohdan muihin tarkasteluihin sen käytön yleisyyden vuoksi. Hankkeen aikana on noussut esiin monia kehittämis- ja tutkimustarpeita koskien hirsirakentamista. Puun fysikaaliset ominaisuudet tunnetaan jo aika hyvin, mutta varsinkin puurakenteiden toimintaa rakennuksen osana koskevat tutkimukset olisivat tarpeen. Yhtenä esimerkkinä tutkimusten tarpeellisuudesta voidaan mainita puun todellisen lämmönjohtamiskyvyn määrittäminen. Joidenkin saksalaisten käyttämä λn -arvo 0,105 W/(mK) perustuu sikäläisen yliopiston tekemiin tutkimuksiin. Suomen rakentamismääräyksissä havupuun normaalinen lämmönjohtavuus λn on 0,12 W/(mK), joka on 14% huonompi. Toisena esimerkkinä voidaan mainita seinän todellisen U-arvon määrittäminen. TTY:n tutkimuksen mukaan seinän massiivisuus vähentää vuotuista energiankulutusta jopa 5%. Tämä koskee myös muita massiivisia seinärakenteita kuin hirttä. Hirsikorttelihankkeen aikana rakennettuihin taloihin asennetuilla antureilla kerätyn tiedon avulla voidaan seinän massiivisuuden vaikutusta lämmönläpäisyyn tutkia pidemmällä aikavälillä. Hirsikorttelihankkeessa on tullut esille myös rakennuksen alapohjarakenteen suuri merkitys rakentamisen ekologisuuteen. Rossipohja on kiistämättä ekologisempi kuin maanvarainen alapohja. Puurakenteisessa talossa betonirakenteisen alapohjan rakentaminen solumuovieristeineen on suurin yksittäinen kasvihuonepäästöjen aiheuttaja ja uusiutumattomien luonnonvarojen kuluttaja. Esimerkiksi VTT:n tutkimassa As.Oy Jokilehdossa maanvaraisen alapohjan osuus talon koko kasvihuonekaasupäästöistä on 41%. Muuttamalla alapohja rossirakenteiseksi päästöjen osuus putoaa 8 prosenttiin ja kokonaispäästö putoaa 22 tonnista 14 tonniin CO 2 -ekv. Rossipohjan toiminnan tutkiminen ja sen kehittäminen myös matalaenergiataloihin soveltuvaksi olisi yksi tärkeä tutkimuskohde tulevaisuudessa. Nykyisin rossipohjan toimintaan kohdistuu ennakkoluuloja, johtuen niitä rakennettaessa tehdyistä virheistä. TTY:n tutkimusten (Juha Vinha, Minna Korpi & al 2005) mukaan asukkaan vaikutus talon energiankulutukseen on kaikkein suurin yksittäinen tekijä. Tutkimuksen mukaan energian tarve voi asukkaasta riippuen olla jopa yli kaksinkertainen asunnossa. Asukkaiden motivoiminen energiansäästöön on yksi tulevaisuuden keino vähentää energiankulutusta. Seurauksena on myös asumismukavuuden parantuminen, kun lämpötila pysyy miellyttävän tasaisena ja kulloisenkin toiminnan kannalta sopivalla tasolla. Motivoivan kotiautomaation kehittäminen helppokäyttöiseksi ja jopa koukuttavaksi on yksi tulevaisuuden haasteista. 118

119 Jo aikaisemmin mainittu tiedonkeruujärjestelmä tallentaa trendidataa ainakin kolmen vuoden ajalta. Tähän dataan sisältyy myös rakenteiden kosteus- ja lämpötilavaihteluiden mittaus. Samanaikainen tieto ulkoilman olosuhteista tuulen voimakkuus ja suunta mukaan lukien tarjoaa mielenkiintoisen aineiston tutkijoille. Hankkeen yhteydessä tehty hirsitalon ympäristövaikutusten laskentatyökalu on osoittautunut käteväksi ja nopeaksi tavaksi määrittää hirsirakennuksen rakentamisesta aiheutuva hiilijalanjälki ja energiankulutus. Sen avulla selviää myös muita ympäristövaikutuksia, kuten rakennukseen varastoituneen hiilen määrä ja raaka-aineiden kulutus. Laskinta voidaan edelleen kehittää siten, että kuka tahansa voi laskea sillä oman talonsa rakentamisen ympäristövaikutukset. Myös arkkitehdit voisivat jo suunnitteluvaiheessa testata mitä jonkin materiaalin vaihtaminen toiseksi vaikuttaa hiilijalanjälkeen. Myös Hirsikorttelihankkeen kotisivuille ( fi) tehty hiilijalanjälkilaskin on ollut ahkerassa käytössä. Laskimen ovat ottaneet kotisivuilleen Hirsitaloteollisuuden jäsentehtaat. VTT:n sarjajulkaisussaan esittämät skenaariolaskelmat hirsikorttelihankkeessa rakennetun As. Oy Jokilehdon ympäristövaikutuksesta tuottivat paljon uutta tietoa hirsirakentamisen ekologiasta. Laskelmien lähtökohtana käytettiin As. Oy Jokilehdon rakentamisesta saatuja todellisia tietoja. Laskelmissa selvisi, että Jokilehtoon varastoitui hiiltä 37 tonnia hiilidioksidiksi muutettuna. Skenaariolaskelmilla selvitettiin että hiilivarasto olisi jopa 56 tonnia, mikäli alapohja olisi rakennettu rossirakenteisena. Rakennusmateriaalien tuotannon kasvihuonekaasupäästöt olivat Jokilehdossa 22 tonnia, mikä on noin 60% hiilinielusta. Ekologisimmassa skenaariossa kasvihuonekaasupäästöt olivat 15 tonnia, noin 26% hiilinielusta. Jokilehdon rakentamisessa suurin kasvihuonekaasupäästöjen aiheuttaja oli perustus ja alapohjarakenteet, joiden yhteinen osuus päästöistä oli 57%. Jos rakennus olisi toteutettu rossipohjalla, olisi päästöjen määrä vähentynyt 7 tonnia ja osuus pudonnut 35%:iin. Rakennuksen energiasisältö oli jokilehdossa 567 GJ. Jos kohde olisi toteutettu runkorakenteisena, energiasisältö olisi pudonnut alle puoleen ja olisi ollut 273 GJ. Tämä määrä bioenergiaa on varastoituneena talon rakenteisiin, ja voidaan hyödyntää talon elinkaaren lopussa. Koko elinkaaren käsittävillä skenaariolaskelmilla selvitettiin rakennuksen hiilijalanjälki. Tutkittiin myös mikä on rakenteisiin sitoutuneen hiilen vaikutus hiilijalanjälkeen. As. Oy jokilehdon koko elinkaaren hiilijalanjälki oli kaukolämpöskenaariossa 230 tonnia ja maalämpöskenaariossa 111 tonnia. Jos rakenteisiin sidottu hiili otetaan huomioon PAS 2050 standardin mukaan, putoaa kaukolämpöskenaarion hiilijalanjälki 211 tonniin ja maalämpöskenaarion 92 tonniin. Ekologisimman vaihtoehdon hiilijalanjälki olisi 74 tonnia. Laskelmat osoittivat, että huomioimalla hirsiin ja hirrenvalmistuksen sivutuotteisiin sisältyvä bioenergia, voisi hirsitalon 50 vuoden elinkaarenaikainen lämmitysenergian kulutus olla jopa 20-30% suurempi kuin vastaavan runkorakenteisen talon, jotta kokonaisenergiankulutus olisi samalla tasolla. Nämä luvut saadaan silloin kun lämmitysmuoto on maalämpö. Kaukolämpöskenaariossa vastaava lämmitysenergian kulutus voisi olla 11-32% suurempi. Hirsikorttelihankkeen aikana rakennetut liiketalot tarjoavat tutkijoille mahdollisuuden tehdä myös suuremmista hirsirakennuksista perusteellisia analyysejä. Tähän loppuraporttiin ja sen liitteisiin tallennettu tieto on tutkijoiden vapaasti käytettävissä. 119

120 Lähdeluettelo Ympäristöministeriö: Energiapaketti 2012, Taustamuistio , kohta 5 Energiatehokkuuden vaatimukset Jari Heikkilä, Oulun Yliopisto, puustudio 2001: Hirsi kaupunkiympäristössä. Hirsiarkkitehtuurin kehittämishankkeen raportti Emma Johansson2009: Pudasjärven hirsitalokortteli, pienilmaston hyödyntäminen asuinalueen suunnittelussa. Oulun Yliopisto Matti Alasaarela 2008: Hirsitalon ympäristövaikutusten laskenta elinkaaritarkastelun avulla Suomen ympäristö SY12/2010: Kaupunkiseutujen yhdyskuntarakenne ja kasvihuonekaasupäästöt Pekka Lahti, Paavo Moilanen: Kehitysvertailuja Liikennevirasto 2012: Henkilöliikennetutkimus suomalaisten liikkuminen Sitran selvityksiä 41: Energiatehokkuus kaavoituksessa Ilmatieteen laitos 2009 Raimo Luukka ja Markku Sivonen 2008 Lahden kaupunki: Energiatehokas rakennus Suomen Rakentamismääräyskokoelma D3 Rakennusten energiatehokkuus, määräykset ja ohjeet 2012 Suomen Rakentamismääräyskokoelma D Rakennuksen energiankulutuksen ja lämmitystehontarpeen laskenta ja ohjeet Kirsti Jylhä & al Ilmatieteenlaitos raportti 2011:6. Rakennusten energialaskennan testivuosi 2012 ja arviot ilmastonmuutoksen vaikutuksista. Tiina Sahakari ja Timo Kalema 2010: Hirren massiivisuuden vaikutus energiankulutukseen ja sisälämpötiloihin. TTY:n julkaisu. Bauakademie Salzburg wurden 2009: von der ARGE Blockhausbau zwei in Architektur und Größe identische eingeschossige Versuchsgebäude errichtet. Juha Vinha, Minna Korpi & al: Puurunkoisten pientalojen kosteus- ja lämpötilaolosuhteet, ilmanvaihto ja ilmatiiveys, TTY 2005 Antti Ruuska, Tarja Häkkinen: Hirsitalon ympäristövaikutusten elinkaarilaskenta, VTT-technologies sarja

121 SYKE 12/2006: Ympäristönäkökulmat jätteen hyödyntämisessä energiana ja materiaalina. Tuuli Myllymaa, Antti Tohka, Helena Dahlbo ja Jyrki Tenhunen: Valtakunnallinen jätesuunnitelma vuoteen 2016 Taustaselvitys Osa III, Standardi EN Sustainability of construction works - Environmental product declarations Core rules for the product category of construction products Rakennustutkimus RTS Oy: Hirsitalomarkkinat 2011, 2012 Tullitilastot 2012 Pekka Lahti, Paavo Moilanen: Kaupunkiseutujen yhdyskuntarakenne ja kasvihuonekaasupäästöt. Suomen ympäristö 12/2010 Raimo Luukka, Markku Sivonen: Energiatehokas rakennus, Raksa 2008 Heiduk, Ernst: Passive House Standard, luentoaineisto, Passive House Summer School 2008, Spittal a.d. Drau, Itävalta. Oulunkaaren kuntayhtymä: Uusiutuvan energian yrityskeskus -hanke Asko Ojaniemi ja Lauri Penttinen: Pudasjärven matalaenergiarakentamisen hirsitalokorttelialue - Selvitys lämmön tuotannosta uusiutuvalla energialla, Benet Oy 2009 ISO Environmental management. Life cycle assessment. Principles and framework. EN Sustainability Assessment of Buildings - General Framework (TG) Anttila, M., Pekkonen M., ja Haverinen-Shaughnessy U. Asumisterveys ja -tyytyväisyys hirsitaloissa. Altti-tutkimukseen perustuva selvitys. Terveyden ja hyvinvoinnin laitos. Raportti 65/ sivua. Juvenes Print -Suomen yliopistopaino, Tampere European Commission - Joint Research Centre - Institute for Environment and Sustainability: International Reference Life Cycle Data System (ILCD) Handbook - General guide for Life Cycle Assessment - Provisions and Action Steps. First edition March EUR EN. Luxembourg. Publications Office of the European Union; Behm, Katri, Häkkinen, Tarja, Hirsitalotoimialan ekokilpailukyky tarkastelu hirsitalomallin puumateriaalien elinkaariarviointi käsittäen hiilijalanjäljen, energiataseen ja päästöt,

122 Liite 1. Rakennusten tiedot Hirsikunnas I Rakennuttaja Arkkitehtisuunnittelija Rakennesuunnittelija LVI-Suunnittelija Sähkösuunnittelija Rakennusurakoitsija Hirsirungon toimittaja Kerrosala Tilavuus Hirsikunnas II Rakennuttaja Arkkitehtisuunnittelija Rakennesuunnittelija LVI-Suunnittelija Sähkösuunnittelija Rakennusurakoitsija Hirsirungon toimittaja Kerrosala Tilavuus As. Oy Pudasjärven Jokilehto Rakennuttaja Arkkitehtisuunnittelija Rakennesuunnittelija LVI-Suunnittelija Sähkösuunnittelija Rakennusurakoitsija Hirsirungon toimittaja Kerrosala yhteensä Tilavuus yhteensä Kiinteistö Oy Pudasjärven Hirsikunnas Arkkitehtuuritoimisto Juha Paldanius Oy Kontiotuote Oy/ Rakennussuunnittelu Miraplan Oy LVI suunnittelutoimisto J Taskinen oy Wattivanu Oy Sonell Oy Kontiotuote Oy 576 m m3 Kiinteistö Oy Pudasjärven Hirsikunnas Arkkitehtitoimisto Seppo Koutaniemi Insinööritoimisto Oikarainen Oy/ Kontiotuote Oy LVI suunnittelutoimisto J Taskinen oy Insinööritoimisto Sorvoja Ky Rakennus Takaharju Oy Kontiotuote Oy 811 m m3 talot A, B ja C As. Oy Pudasjärven Jokilehto Arkkitehtitoimisto Juhani Romppainen Oy Kontiotuote Oy LVI suunnittelutoimisto J Taskinen oy Wattivanu Oy Sonell Oy Kontiotuote Oy 445 m m3 122

123 Liite 2. As. Oy Pudasjärven Jokilehto, energiatodistus 123

124 124