Puun rakennuskäytön ympäristövaikutukset (khk) PUU-päivä TEMin osaseminaari: METSÄALAN STRATEGINEN OHJELMA Helsinki 29.11.2012 Tarja Häkkinen, Antti Ruuska, VTT
2 Tavoite Arvioida puun käytön potentiaa-lista vaikutusta asuinkerrostalo-rakentamisen khk-päästöihin vuoteen 2030 mennessä, jos jatkuvasti kasvava osuus taloista tehdään puurakenteisina Arvioida rakennusmateriaalien merkityksellisyyttä rakentamisen khk-päästöistä Rahoitus TEM YM Menetelmät Tapaustutkimus Mallirakennus
3 3621 1151 407 829 232 303 Alapohja Rakennusrunko Runkoon liittyvät osat Parametrisen tarkastelun mukaan materiaalitarve voi vaihdella paljon.
4 Rakentamisen ja korjausten rakennusmateriaalien aiheuttamat elinkaarenaikaiset khk-päästöt 50:n vuoden elinkaarelle (A1, A2, A3, A4, A5 (EN 15978)) Tontin rakennus: 12 360 t (jos tontti stabiloitava (kalkki-sementti) khk-päästöt 1100-1400 Perustapaus CO2-ekv (tn) Vaihteluväli min max (tn) Rakentamisen materiaalien kasvihuonekaasupäästöt 955 530 1265 Korjaustoimenpiteiden materiaalien kasvihuonekaasupäästöt (elinkaari 50 vuotta) 281 211 354 750 t CO 2e / 3020 t CO 2e
5 KHK-päästöt tonnia. A-energiataso. Helsinki. 50 vuotta (laskettu ottaen huomioon ennustettu muutos sähkön ja kaukolämmön tuotannossa) 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0
6 KHK-päästöt tonnia. Passiivi-energiataso. Helsinki. 50 vuotta (laskettu ottaen huomioon ennustettu muutos sähkön ja kaukolämmön tuotannossa) 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0
7 KHK-päästöt tonnia. Lähes 0-energiataso. Helsinki. 50 vuotta (laskettu ottaen huomioon ennustettu muutos sähkön ja kaukolämmön tuotannossa) 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0
8 Mallirakennus 5-krs asuinrakennus Rakennustilavuus 6100 m 3 Huoneistoala 1800 m 2 Tarkastellut rakenteet Ulkoseinät Katto Alapohja Välipohjat Materiaalien hiilijalanjälki Kehdosta portille Kuljetuksia ja hukkaa ei otettu huomioon Ympäristöselosteet, VTT-arviot
9 Rakennustason tulokset (1000 kg/rakennus tai GJ/rakennus) Rakennus Paino CO 2 e 1000 kg UM 1000 kg Ei-UM 1000 kg UE GJ Ei-UE GJ CO 2 abs. 1000 kg Puuaines 1000 kg Betoni 1900 360 10 2100 120 3500 0 0 Puu 600 120 180 610 520 1800 240 150 CLT 910 180 500 700 1300 3400 580 390 75% puurunko ja 25 % CLT 680 130 260 630 720 2200 320 210
Vuosittainen asuinkerrostalojen rakennusmäärä oletettiin samaksi kuin keskimäärin vuosina 2000 2008 4.12.2012 10 Rakennusmäärä 2000-2008 9 310 000 gross m 2 Mallirakennuksen ala 1800 m 2 Rakennusten määrä per vuosi 571 Skenaario Betoni Puu 1 98 % 2 % 2 78 % 22 % 3 48 % 52 % 4 18 % 82 % Rakennusten 500 lukumäärä 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Vuosittain rakennetut puukerrostalot 2010-2030 468 297 126 11 11 Scenario 1 Scenario 2 Scenario 3 Scenario 4
11 Asuinkerrostalojen rakentamisesta aiheutuvat arvioidut khk-päästöt vuonna 2030 25% puurakennuksista CLT-rakennuksia CO2-equ CO2-equ CO2-equ CO2-equ tonnia/vuosi tonnia/rakennus kg/brm2 kg/brm3 Skenaario 1 (2%) 200 000 350 190 58 Skenaario 2 (22%) 180 000 310 170 50 Skenaario 3 (52%) 140 000 240 130 39 Skenaario 4 (82%) 99 000 170 95 28
12 Puutuotteiden hiilijalanjäljen arviointi elinkaariarvioperiaatteella Problematics Carbon up-take during growth Land use Carbon storage End-of-life carbon emissions - allocation Time frame Relevant (draft) standards pren 16485 Round and sawn timber - Environmental Product Declarations - Product category rules for wood and wood based products for use in construction ISO DIS 14067 Carbon footprint of products Requirements and guidelines for quantifications and communication EN 15804 Sustainability of construction works - environmental product declarations - Core rules for the product category of construction products EN 15942 - Sustainability of construction works - Environmental product declarations - Communication format business-to-business EN 15978 Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings - Calculation method
13 Guidelines for long / short term impact assessment Standards give guidelines for long-term impact assessment Guidelines for the shorter term estimation are inadequate. pren 16485: as the formation of wood in the forest is based on the absorption of CO 2 from the atmosphere, the amount of biogenic C in the wood product is counted as a removal of CO 2 all other natural processes related to the forest are outside the system boundary of the LCA temporal changes in forest C pools due to forestry operations can be disregarded for sustainably managed forests and for forests where overall biogenic C stored in forest C pools is stable or is increasing.
14 Short term assessment Even sustainable forestry, where C balance of forest land is basically neutral over the full rotation, cannot be considered climate neutral. Re-growth time typically much longer than the urgent timetable of emission reductions (creating a C debt with respect to the no-use baseline) Dynamics of the terrestrial C is an issue to be considered due to the urgency of emission reductions To generate a reference scenario of not-harvesting To estimate the difference of C balance over time between scenarios.
15 250 Asuinkerrostalot vuonna 2030 khk-päästöt ja sitoutuminen kasvun aikana CO2-equ 1000 t/v 200 150 100 50 0-50 -100-150 -200 201 176 137 99-4 Scenario 1 Scenario -41 2 Scenario 3-96 Scenario 4-151 Stored carbon, total Emissions, total
16 Khk-päästöt. 2030. Mineraalivillaeriste CO2-equ CO2-equ CO2-equ CO2-equ tonnia tonnia/rakennus kg/brm2 kg/brm3 Skenaario 1 200 000 350 190 58 Skenaario 2 180 000 310 170 50 Skenaario 3 140 000 240 130 39 Skenaario 4 99 000 170 95 28 Khk-päästöt. 2030. Selluvillaeriste CO2-equ CO2-equ CO2-equ CO2-equ tn tn/building kg/brm2 kg/brm3 An additional maximum annual saving of GHGs of 10 000 t in 2030 when wood based insulation is used. Skenaario 1 200 000 350 190 58 Skenaario 2 170 000 300 170 50 Skenaario 3 130 000 230 130 37 Skenaario 4 88 000 160 85 25
17 Puun käyttö korjausrakentamisessa Lähtökohta: Asuinkerrostalot 1950 2000 Kokonaisala 66 800 000 m2 Oletukset: Mallirakennus 1800 m2 Rakennus määrä 3681 Ulkoseinistä korjataa vakiotahdilla vuoteen 2030 mennessä: a) 50% (880 rakennusta per vuosi) b) 75% (1400 rakennusta per vuosi). Korjauskonseptit: a) ulkopuolinen lisäeristys ja rappaus (U = 0,16W/m 2 K) b) lisäeristys ja puuverhous / + puinen tuki) Puun käytön määrä korjauksista 2, 22, 52 tai 82 % vuoteen 2030 mennessä.
14 4.12.2012 18 12 12 Vuosittainen 10 10 CO2-equ päästö, 8 6 1000 tonnia Emissions, 6 2 Rendered Emissions, 4 Wooden CO2-equ emissions from refurbishments, when 50% or 75% of buildings are renovated, in 2030. 2 0 0 1 3 5 Scenario Scenario Scenario Scenario 1 2 3 4 Estimated maximum annual saving of GHGs roughly 11 000 t in 2030 when there is an increased use of wood in refurbishment of exterior walls. Vuosittainen CO2-equ päästöt 1000 tonnia 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 18 15 9 3 0 2 5 8 Emissions, Rendered Emissions, Wood
19 CO2e 1000 tonnia per vuosi -10-20 -30 CO2e päästöt ja hiilen sitoutuminen Korjausrakentaminen. 2030 30 20 10 0 19-1 Scenario 1 17 Scenario -12 2 14-29 11 Scenario Scenario 3 4 Stored carbon, total Emissions, total -40-45 -50
Yhteenveto 4.12.2012 20 Tavoite: arvioida puun käytön potentiaalista vaikutusta asuinkerrostalorakentamisen khk-päästöihin jos puuta käytetään rakentamiseen kasvavassa määrin Aikakehys: vuoteen 2030 mennessä Vaihtoehtoiset skenaariot puun käytöstä asuinkerrostalojen rakentamiseen Suomessa: Puun käytön osuus kasvaa 2%:sta 22, 52 tai 82 prosenttiin. Vastaava khk-päästöjen väheneminen asuinkerrostalojen rakentamisesta vuonna 2030: 13 % (26 000 t) kun osuus 22% 32 % (64 000 t) kun osuus 52 % 52 % (102 000 t) kun osuus 82 % perustapaukseen verrattuna. Materiaalien käyttö korjausrakentamisessa vähäisempää näin myös potentiaalinen säästö.
21 VTT creates business from technology