Ympäristöministeriön vähähiilisen rakentamisen ohjeen vaikutus rakennesuunnitteluun

Ympäristöministeriön vähähiilisen rakentamisen ohjeen vaikutus rakennesuunnitteluun Juho Eerola OPINNÄYTETYÖ Toukokuu 2020 Rakennus- ja yhdyskuntatekniikka Talorakennustekniikka

TIIVISTELMÄ Tampereen ammattikorkeakoulu Rakennus- ja yhdyskuntatekniikka Talonrakennustekniikka EEROLA, JUHO: Ympäristöministeriön vähähiilisen rakentamisen ohjeen vaikutus rakennesuunnitteluun Opinnäytetyö 120 sivua, joista liitteitä 78 sivua Toukokuu 2020 Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli tutustua Ympäristöministeriön ohjeistukseen ja toimiin koskien vähähiilistä rakentamista sekä hyödyntää niitä käytännössä laatimalla hiililaskelmat kolmesta eri hallirakennuksesta. Laskelmat laadittiin hyödyntämällä Ympäristöministeriön ohjeita, laskentaohjelmia ja päästötietokantojen tietoja. Ilmastonmuutos on yksi ihmiskunnan suurimmista haasteista ja sen hillitseminen vaatii välittömiä toimia. Suomi tavoittelee hiilineutraaliutta vuoteen 2035 mennessä, mikä tulee tarkoittamaan suuria päästövähennyksiä kaikkialla yhteiskunnassa. Rakentaminen ja rakennukset tuottavat kolmanneksen Suomen hiilipäästöistä, joten niiden hillitseminen on avainasemassa. Tämän vuoksi Ympäristöministeriö on käynnistänyt hankkeen rakennusten hiilipäästöjen seuraamiseksi ja rajoittamiseksi. Opinnäytetyössä tarkasteltujen hallirakennusten rungot olivat liimapuuta, betonia ja terästä, minkä vuoksi hiilijalanjäljet erosivat toisistaan. Laskelmat tehtiin hyödyntämällä Ympäristöministeriön ohjeistusta sekä EN 15978 -laskentametodia. Ympäristöministeriön ohjeistuksen mukaan tehtyjen laskelmien tulokset olivat keskimäärin 5-7 % suuremmat kuin EN 15978 -laskentametodia hyödyntämällä saadut tulokset. Teräsrunkoisen hallin hiilijalanjälki oli suurin. Betonirunkoisen hallirakennuksen päästöt olivat noin 5 % teräsrunkoista hallirakennusta pienemmät ja liimapuurunkoisen hallin noin 20 % teräsrukoista hallirakennusta pienemmät. Liimapuurunkoisen hallin ilmastohyödyt eli niin sanottu hiilikädenjälki oli sekä rakennuksen elinkaaren aikana että elinkaaren ulkopuolella selvästi suurin, teräsrunkoisen hallirakennuksen hyötyjen ollessa toiseksi suurimmat. Tulokset osoittivat, että rakennusmateriaaleilla oli suuri vaikutus rakennuksen hiilipäästöihin. Lisäksi Ympäristöministeriön laskentamenetelmässä hyödynnettävät taulukkoarvot kasvattivat hiilijalanjälkeä, mikä johtuu taulukkoarvoissa olleesta epävarmuuskertoimesta. Koska laskelmat olivat hallirakennuksista, ei esimerkiksi kerrostaloissa esiintyvistä rakennusmateriaaleista ja rakenneratkaisuista johtuvia eroja voitu kartoittaa. Kun Ympäristöministeriön pilottivaihe päättyy kesällä 2020, tullaan saamaan tarkempaa tietoa menetelmän toimivuudesta ja luotettavuudesta. Tämän jälkeen voi olla mielekästä tehdä jatkotutkimusta aiheen pohjalta esimerkiksi tutkimalla kerrostalojen hiilijalanjälkiä. Asiasanat: vähähiilinen rakentaminen, hiilijalanjälki, rakennesuunnittelu, rakennuksen elinkaari

ABSTRACT Tampereen ammattikorkeakoulu Tampere University of Applied Sciences Degree Programme in Construction Engineering Building Construction EEROLA, JUHO: Impact of the Ministry of the Environment's Low-Carbon Construction Guideline on Structural Design Bachelor's thesis 120 pages, appendices 78 pages May 2020 The purpose of this thesis was to get acquainted with the guidelines and measures of the Ministry of the Environment regarding low-carbon construction, and to utilize them in practice by preparing carbon calculations for three different hall buildings. The calculations were made using the instructions of the Ministry of the Environment, calculation programs and data from emission databases. Climate change is one of humanity's greatest challenges and its mitigation requires immediate action. Finland aims for carbon neutrality by 2035, which will mean major emission reductions throughout society. Construction and buildings produce one third of Finland's carbon emissions, so curbing them is fundamentally important. For this reason, the Ministry of the Environment has launched a project to monitor and limit carbon emissions from buildings. The frames of the hall buildings were made of glulam, concrete, and steel, which made the carbon footprints different. The calculations were made using the guidelines of the Ministry of the Environment and the EN 15978 calculation method. The results of the calculations made according to the guidelines of the Ministry of the Environment were on average 5-7 % higher than the results obtained using the EN 15978 calculation method. The carbon-footprint of the steel-framed hall was the largest. The emissions from the concrete-framed and glulam-framed hall buildings were approximately 5% and 20% lower, respectively, than the emissions from the steel-framed hall buildings. The climate benefits of a glulamframed hall were clearly the most significant both during the life cycle of the building and outside the life cycle. The results showed that building materials had a large impact on carbon emissions during the life cycle of a building. In addition, the table values used in the Ministry of the Environment's calculation method increased the carbon footprint, which is due to the uncertainty factor in the table values. When the pilot phase of the Ministry of the Environment ends in the summer of 2020, more detailed information on the functionality and reliability of the method will be available. After this, it would be useful to do further research on the subject area, for example by examining the carbon footprints of apartment buildings. Key words: low carbon construction, carbon footprint, structural design, buildings life cycle

4 SISÄLLYS 1 JOHDANTO... 7 2 YMPÄRISTÖMINISTERIÖN OHJEISTUKSET... 9 2.1.1 Rakennuksen elinkaaripäästöt... 9 2.1.2 Rakennuksen elinkaaren vaiheet... 10 2.1.3 Rakennuksen elinkaaripäästöjen sääntely... 11 2.1.4 Sääntelyn ja päästötietojen kehittäminen... 12 2.1.5 Tiekartan toteuttamisen vaiheet... 13 2.1.6 Päästölaskenta... 15 2.2 Rakennuksen vähähiilisyyden arviointimenetelmä... 15 2.2.1 Materiaalien hiilijalanjälki... 16 2.2.2 Kuljetusten hiilijalanjälki... 19 2.2.3 Työmaan hiilijalanjälki... 20 2.2.4 Energian hiilijalanjälki... 20 2.2.5 Hiilikädenjälki ja elinkaaren ulkopuoliset vaikutukset... 21 2.2.6 Tulosten esittäminen... 22 2.3 Rakennuksen hiilijalanjäljen arviointityökalu... 22 3 LÄHTÖTIEDOT... 24 3.1 Yhteiset ja eroavat rakenteet... 25 3.2 Rakennetyypit... 25 3.3 Rakennusten runko... 27 3.4 IFC-malli... 27 3.5 Päästötiedot... 28 4 LASKENTA... 30 5 TULOKSET... 34 6 POHDINTA... 36 6.1 Hallirakennusten päästöjen eroavaisuudet... 36 6.2 Kustannukset ja hiilijalanjälki... 38 6.3 Tulevaisuus ja jatkotutkimustarpeet... 39 LÄHTEET... 41 LIITTEET... 43 Liite 1. Taloteknisten järjestelmien päästötietoja... 43 Liite 2. Arvioitavat rakenneosat ja niitä vastaavat nimikkeet... 44 Liite 3. Elinkaaren eri vaiheiden päästöjen taulukkoarvot... 46 Liite 4. Energiamuotojen päästökertoimet (g CO2/kWh)... 47 Liite 5. Arviointikohteen elinkaaren ulkopuolisten ympäristövaikutusten laskentasäännöt... 49

5 Liite 6. Arvioinnissa käytettyjen tietojen laadun raportointilomake... 52 Liite 7. Alapohjan rakennetyypit... 53 Liite 8. Välipohjan rakennetyypit... 58 Liite 9. Yläpohjan rakennetyypit... 62 Liite 10. Ulkoseinän rakennetyypit... 65 Liite 11. Valitut rakenteet ja laskentametodit, Betonirunko... 69 Liite 12. Valitut rakenteet ja laskentametodit, Liimapuurunko... 70 Liite 13. Valitut rakenteet ja laskentametodit, Teräsrunko... 71 Liite 14. Ympäristöministeriön ohjeistuksen mukaiset laskelmat... 72 Liite 15. EN 15978 -laskentametodin mukaiset laskelmat... 97

6 LYHENTEET JA TERMIT EN 15978 EN 15804 hiilikädenjälki hiilijalanjälki Tekla Structures IFC EPD One Click LCA Euroopan tasolle standardisoitu laskentametodi, joka mahdollistaa laskelmien vertailun ja yhtäläisyyden eurooppalainen standardi rakennustuotteiden ja palveluiden ympäristöselosteiden laadinnasta tuotteen, prosessin tai palvelun ilmastohyödyt eli päästövähennyspotentiaali tuotteen, toiminnan tai palvelun aiheuttama ilmastokuorma Trimble Oy:n tietomallinnusohjelmisto Industry Foundation Classes, kansainvälinen tiedonsiirtostandardi tuotetietojen tiedonsiirtoon rakennus- ja kiinteistöalalla elinkaarianalyysiin perustuva vapaaehtoinen ja standardisoitu tapa esittää tuotteen tai tuoteryhmän ympäristövaikutuksia Bionova Oy:n kehittämä ohjelmisto rakennusprojektien tai -tuotteiden elinkaariarviointiin

7 1 JOHDANTO Lähtökohtana lopputyössäni on avata Ympäristöministeriön teettämää tiekarttaa rakennuksen elinkaaren hiilijalanjäljen huomioimiseksi (2017) ja Ympäristöministeriön laatimaa vähähiilisen rakentamisen ohjetta (2019). Esitän näiden vaatimaa prosessia laatimalla laskelmat hiilipäästöistä Ria Siikin (Siik 2017) diplomityössä esiintyvistä kolmesta eri hallirakennuksesta, jotka on eri runkomateriaaleista valmistettu. Laskelmat toteutetaan hyödyntäen Exceliä, netistä löytyviä eri päästötietokantoja ja laskentaohjelmia sekä Ympäristöministeriön laatimaa laskentatyökalua. Tämä työ toteutettiin vuonna 2020 Ramboll Finland Oy:n toimeksiantona osana Rakennus- ja yhdyskuntatekniikan koulutusta Tampereen ammattikorkeakoulussa. Apuna työn valmistumisen taustalla toimi rambollilainen osaaminen ja haluankin kiittää kaikkia mukana olleita avusta ja kannustuksesta. Ilmastonmuutos on yksi ihmiskunnan vakavimmista ongelmista. Mikäli ilmaston keskilämpötila nousee yli 1,5 astetta, muuttuu moni alue elinkelvottomaksi, ruuan tuotanto heikkenee ja veden saatavuus huononee. Myös elämän perusedellytykset saattavat järkkyä sadoilta miljoonilta ihmisiltä, mikä voi aiheuttaa esimerkiksi eri tyyppisiä konflikteja, epävakautta ja pakolaisuutta. YK:n 21. osapuolikokouksessa Pariisissa solmitun ilmastosopimuksen tavoitteena on rajata maapallon keskilämpötilan nousu selvästi alle kahteen asteeseen ja pyrkiä alle 1,5 asteeseen. Sopimuksen osapuolten tulisi valmistautua päästöleikkauksiin ja päivittää yksilölliset ilmastotavoitteensa vuoteen 2020 mennessä. (Ympäristöministeriö 2018; Valtioneuvosto; Koljonen ym. 2019) Suomen tavoitteena on tulla hiilineutraaliksi vuoteen 2035 mennessä, mikä tulee mitä todennäköisemmin tarkoittamaan suuria päästövähennyksiä kaikkialla yhteiskunnassa. Noin kolmasosa kaikista Suomen kasvihuonepäästöistä syntyy rakentamisesta tai rakennuksista, minkä vuoksi Ympäristöministeriön tavoitteena onkin ohjata rakentamisesta ja rakennuksista syntyvää hiilijalanjälkeä lainsäädännöllisesti vuoteen 2025 mennessä, mahdollisesti jopa aikaisemmin. Parhail-

8 laan on käynnissä kesään 2020 asti kestävä ensimmäinen pilottivaihe, jonka perusteella Ympäristöministeriö muokkaa päästötietokantaa ja arviointimenetelmää, minkä jälkeen pilotointia tarvittaessa jatketaan. (Ympäristöministeriö 2017)

9 2 YMPÄRISTÖMINISTERIÖN OHJEISTUKSET 2.1 Ympäristöministeriön tiekartta Vähähiilisyyden tärkeys on viime vuosina korostunut merkittävästi, minkä vuoksi Ympäristöministeriö teetti vuonna 2017 vähähiilisen rakentamisen tiekartan, jonka tavoitteena on ottaa huomioon rakennusten elinkaaren aikainen hiilijalanjälki rakentamisen ohjauksessa. Bionovan laatiman tiekartan tarkoituksena on valmistaa rakennusalan toimijoita riittävissä ajoin, jotta he voivat hankkia tarvittavaa osaamista ja kehittää menetelmiä, joiden avulla päästään erilaisiin tavoitteisiin. 2.1.1 Rakennuksen elinkaaripäästöt Rakennuksen hiilijalanjälki syntyy koko elinkaaren ajalta esimerkiksi rakennusmateriaalien valmistuksesta, työmaatoiminnoista ja materiaalien loppukäsittelystä. Suurin osa rakennuksen hiilipäästöistä syntyy käytön aikaisista hiilipäästöistä, kuten lämmityksestä ja veden käytöstä, minkä lisäksi rakennusmateriaalien osuus on myös merkittävä. Viime vuosina valmistajat ovat kehittäneet paljon energiatehokkaampia ratkaisuja, minkä vuoksi itse rakennusmateriaalien osuus elinkaaren aikaisista päästöistä kasvaa. Tätä kasvua aiheuttavat muun muassa energiatehokkaiden materiaalien sekä talotekniikan tiukentuneet vaatimukset ja valmistuksesta aiheutuvat päästöt. Alla olevassa kuviossa 1 on havainnollistettu, miten rakennusten energiatehokkuuden kehittyessä rakennusmateriaalien osuus hiilipäästöistä on suurempi. (Bionova Oy 2017)

10 KUVIO 1. Rakennusten elinkaaripäästöjen kehitystrendi energiatehokkuuden parantuessa (Bionova Oy 2017). 2.1.2 Rakennuksen elinkaaren vaiheet Koko rakennuksen elinkaari synnyttää hiilijalanjälkeä yksittäiselle rakennukselle. Elinkaari jaetaan tyypillisesti neljään eri vaiheeseen, joita ovat tuotevaihe, rakentaminen, käyttövaihe sekä purkuvaihe. Nämä neljä vaihetta on jaettu pienempiin kokonaisuuksiin, jotka on esitetty alla olevassa taulukossa 1. Näihin rakennuksen elinkaaren vaiheisiin ja niiden ympäristövaikutuksiin on mahdollista vaikuttaa voimakkaimmin hanke- ja suunnitteluvaiheessa. (Bionova Oy 2017)

11 Elinkaaren vaihe Moduuli Selite Tuotevaihe A1 Raaka-aineen hankinta Tuotevaihe A2 Kuljetus valmistukseen Tuotevaihe A3 Tuotteen valmistus Rakentaminen A4 Kuljetus työmaalle Rakentaminen A5 Työmaatoiminnot Käyttövaihe B1 Tuotteen käyttö rakennuksessa Käyttövaihe B2 Kunnossapito Käyttövaihe B3 Korjaukset Käyttövaihe B4 Osien vaihto Käyttövaihe B5 Laajamittaiset korjaukset Käyttövaihe B6 Energian käyttö Käyttövaihe B7 Veden käyttö Elinkaaren loppu C1 Purkaminen Elinkaaren loppu C2 Kuljetus jatkokäsittelyyn Elinkaaren loppu C3 Purkujätteen käsittely Elinkaaren loppu C4 Purkujätteen loppusijoitus TAULUKKO 1. Rakennuksen elinkaaren vaiheet (Kuittinen 2019) 2.1.3 Rakennuksen elinkaaripäästöjen sääntely Tällä hetkellä Suomessa ei säännellä rakennuksen elinkaaren koko päästöjä ja lisäksi myös päästölaskenta on vapaaehtoista. EU-tasolla säätelyä tehdään päästökaupan avulla, mikä rajoittaa rakennusmateriaalien tuotannosta aiheutuvia päästöjä velvoittamalla päästökauppalain (311/2011) 2 mukaisia tuotantolaitoksia rajoittamaan päästöjään kiintiöön tai hankkimaan päästöoikeuksia markkinoilta. Kyseinen päästökauppalaki koskee esimerkiksi teräs-, puu- tai kipsimassaa valmistavia yksiköitä. Euroopan komissio on käynnistänyt hankkeen, jonka tarkoituksena on kartoittaa valvonnan ja säätelyn mahdollisuuksia. Alan eurooppalainen standardisointi on kehittänyt yhteisen laskentamenetelmän, joka mahdollistaa hiilipäästöjen yhtenäisen määrittelyn. Tällä hetkellä Suomessa rakennushankkeiden määräysten mukaisuutta valvoo kunnallinen rakennusvalvonta, minkä vuoksi voidaan niille kuuluvia tehtäviä lisätä vain rajoitetusti ilman lain tasoista määräystä (perustuslaki 121 ). (Bionova Oy 2017)

12 Suomi on rakennusten hiilijalanjäljen tarkastelussa Euroopan kärkipäässä. Ranskassa, Hollannissa ja Belgiassa on jo rakennusmateriaalien päästöjen normiohjaus käytössä, minkä lisäksi vapaaehtoisuuteen pohjautuvaa päästöohjausta tehdään muun muassa Sveitsissä ja Itävallassa. Maakohtaisia valvonnan eroja kuitenkin löytyy, sillä esimerkiksi Sveitsissä käsitellään kokonaisenergiatehokkuutta, kun taas Ranska puolestaan ohjaa sääntelyssään koko elinkaaren hiilitehokkuutta. Ohjauskeinoja on siis lukuisia ja ne painottuvat vaihdellen kokonaispäästöjen ohjaukseen, hankkeiden elinkaaripäästöjen ohjaukseen, materiaalipäästöjen ohjaukseen, ympäristöhaitan kustannuksiin sekä kokonaisenergian ohjaukseen. Ympäristöministeriön tiekartassa pääohjauskeinoksi on valittu rakennuksen koko elinkaaren aikaisten hiilipäästöjen velvoittava sääntely pohjautuen laskentamenetelmään, joka on laadittu EN 15978 -laskentametodin mukaan. On kuitenkin tärkeää muistaa, että kansallisen tason sääntelyn kehittämisessä määritettäväksi jää usein yksityiskohtia, jotka saattavat vaikuttaa käytännön toteutukseen. Koko rakennuksen elinkaaren hiilipäästöjen seuranta on tärkeää, jotta vältytään osaoptimoinnilta ja näin päästöjä vähennetään tehokkaimmin koko elinkaari huomioiden. Ohjausta toteutetaan alkuun vapaaehtoisena ja myöhemmin siirrytään ilmoitusvelvollisuuteen ja lopulta tiedon kertyessä velvoittaviin raja-arvoihin rakennustyypeittäin. VTT:n laatimassa Rakennuksen khk-päästöjen ohjauksen vaikutusten arviointi -selvityksessä (2018) raja-arvoihin perustuva ohjaus todettiin kaikkein tehokkaimmaksi. Selvityksen mukaan raja-arvosääntelyllä voitaisiin saavuttaa jopa puolen miljoonan kasvihuonekaasutonnin vähennykset vuositasolla. (Bionova Oy 2017) 2.1.4 Sääntelyn ja päästötietojen kehittäminen Optimaalisen hiilipäästöjen säätelyn saavuttamiseksi on järjestetty työpajoja sekä verkkokyselyitä, joissa alan toimijoiden vähähiilisyyden valvontaa koskevia ajatuksia tiedusteltiin. Tärkeimmiksi aiheiksi työpajoissa nousivat muun muassa sääntelyn käyttöönoton vaiheistus, kannattavuus, osaamisen kehittäminen, helppous ja luotettavuus, tasapuolisuus ja integrointi nykyiseen ohjaukseen. Verkkokyselyssä noin 70 % vastaajista koki tuntevansa aihepiiriä, mutta vain hieman reilu 20 % koki osaavansa hyödyntää omaamiaan tietoja käytännössä. Noin puolet vastaajista koki myös materiaalien päästötietojen ja laskentamäärittelyn kaipaavan kehitystä. (Bionova Oy 2017)

13 CO2-päästötietoja on saatavilla rakennustuotteista eri lähteistä, mutta niiden laatu, tarkkuus ja luotettavuus vaihtelevat. Päästötietojen lähteinä toimivat muun muassa tuotteiden ympäristöselosteet, laskentaohjelmien sisältämät päästötietokannat ja erilliset päästötietokannat. On tärkeää säätelyn kannalta, että päästötiedot noudattavat yhteistä standardia (EN 15804). Myös laskentamenetelmien yhdenmukaisuus ja laatu ovat tärkeitä huomioitavia seikkoja. Edellä mainittua standardia voidaan pitää minimivaatimuksena. Suomessa standardin mukaisia ympäristöselostuksia on julkaistu vuodesta 2016 alkaen, joten selosteiden määrä ei välttämättä, riippuen rakenteista, riitä koko rakennuksen päästölaskentaan. Hiilijalanjäljen laskemiseen voidaan käyttää tuoteryhmien keskiarvotietoja tai tarkempia tuotekohtaisia tietoja silloin, kun tuotekohtaiset tiedot pohjaavat standardiin. (Bionova Oy 2017) 2.1.5 Tiekartan toteuttamisen vaiheet Ympäristöministeriön teettämä tiekartta on kolmivaiheinen. Ensimmäisenä vaiheena on testaus- ja menetelmävaihe, josta siirrytään ohjausjärjestelmän laatimiseen kautta ohjauksen käyttöönottoon. Tällä kolmivaiheistuksella pyritään varmistamaan rauhallinen, mutta tehokas liikkeellelähtö. Raja-arvoja ei voi asettaa hankkeen alkuun niin koviksi, että ne vaatisivat laajaa erikoisosaamista, minkä vuoksi jatkuva kehitys aiheen pohjalta on keskiössä. Tämän jatkuvan tasaisen kehityksen varmistamiseksi on syytä kehittää erilaisia kannustimia, jotka lisäävät yritysten halua saavuttaa vaatimusten täyttyminen. Yhtenä kannustimena pidettiin lisärakennusoikeutta, mikä voisi toimia hyvin kasvukeskusten sisäpuolella, mutta saattaisi olla ongelmallinen niiden ulkopuolella. Lisärakennusoikeus saattaisi mahdollisesti aiheuttaa myös haasteita muilla osa-alueilla, kuten esimerkiksi kaavoituksessa sekä rakennusvalvonnassa. Erilaisia sertifikaatteja ja rahakannusteita myös harkittiin, mutta niihin ei eri syitten takia päädytty. Alla olevassa taulukossa 2 on esitetty tiekartasta löytyvä suuntaa antava ehdotus tiekartan ajalliselle vaiheistukselle. (Bionova Oy 2017)

14 TAULUKKO 2. Suuntaa antava ehdotus tiekartan ajalliselle vaiheistukselle (Bionova Oy 2017) Taulukosta 2 ilmenee esimerkiksi vapaaehtoisvaiheen hiljattainen muuttuminen velvoitteeksi. Raja-arvoja hiilipäästöille myös kehitellään vapaaehtoisvaiheen edetessä. Tämän avulla raja-arvot saadaan heti realistisiksi ja näin ollen hankkeen onnistuminen on todennäköisempää ilman suurempia ongelmia. Tästä huolimatta on hankkeen vastuuhenkilöiden oltava tarpeeksi perehtyneitä prosessin etenemiseen, sillä tämän suuruusluokan hankkeessa muutoksia ja yllätyksiä tulee varmasti. Taulukosta tämä käy ilmi muun muassa raja-arvojen tarkistuksen kohdasta, jolle ei ole asetettu mitään alkuvuotta. Taulukon laatijat ovat siis tietoisia siitä, että muutoksiin ja yllätyksiin on varauduttava. Taulukosta voidaan myös lukea suunniteltujen toimien sisältö ja tarkoitus.

15 2.1.6 Päästölaskenta Rakennuksen elinkaaren hiilijalanjäljen sääntelyssä laskentamenetelmän tulee olla huolellisesti määritelty. Huolimatta siitä, että päästölaskenta on standardisoitu Euroopan tasolle (EN 15978), on kansallisen tason käytännön toteutusta koskevat yksityiskohdat mietittävä huolellisesti. Rakennuksen elinkaaren päästöjen laadukas arviointi vaatii oikean laskentaohjelman lisäksi myös oikeat päästökertoimet, määrätiedot sekä asianmukaisen rajauksen. Mikäli jokin edellä mainituista kohdista ei ole muiden tasolla, tulee rakennuksen hiilijalanjäljen tarkastelusta epätarkkaa. Varhaisessa vaiheessa kannusteiden avulla päästötavoitteisiin pyrkiminen on keskeistä, jolloin saadaan käsitys raja-arvojen realistisuudesta ja niitä voidaan muuttaa tarvittaessa. Raja-arvot on myös syytä asettaa rakennetyyppikohtaisiksi, jolloin niitä voidaan hyödyntää onnistuneesti erityyppisissä rakennuksissa. Raja-arvojen selvittämiseksi on suunniteltu Ranskassa käytössä olevan ACV-portaalin tapaista järjestelyä, jolloin portaalin tulee hyväksyä päästötulokset ennen niiden välittämistä viranomaisille. Kyseinen järjestely saattaisi vähentää rakennusvalvonnan kuormitusta ja tehostaisi datan kokoamista. Portaalin lisäksi vertailuaineiston koontitavaksi on ehdotettu myös muun muassa päästölaskennan edellyttämistä valtion rahoittamilta hankkeilta ja päästölaskennan edellyttämistä yhteistyössä kuntien kanssa. (Bionova Oy 2017) 2.2 Rakennuksen vähähiilisyyden arviointimenetelmä Vuonna 2019 Ympäristöministeriö julkaisi rakennuksen vähähiilisyyden arviointimenetelmän ja arviointityökalun. Arviointimenetelmä ja -työkalu on kehitetty täydentämään Ympäristöministeriön vuonna 2017 teettämää tiekarttaa ja niiden tarkoituksena on helpottaa erilaisten rakennusten ilmastovaikutusten määrittelyä. Arviointimenetelmä ja -työkalu kattavat koko rakennuksen elinkaaren raaka-aineiden jalostuksesta rakennuksen käyttöön ja kierrätykseen. Nämä ensimmäiset versiot arviointimenetelmästä ovat olleet rakennushakkeiden testattavina syksystä 2019 alkaen. Käynnissä olevan testauksen pohjalta arviointimenetelmää ja -työkalua tullaan tarvittaessa päivittämään ennen sääntelyn varsinaista käyttöönottoa. Vähähiilisyys on myös osana maankäyttö- ja rakennuslain käynnissä olevaa kokonaisuudistusta, jonka on tavoitteena valmistua vuoden 2021 loppuun

16 mennessä. Rakennuksen vähähiilisyyden arviointimenetelmissä elinkaaren arvioinnin kulku on jaettu neljään kategoriaan, jotka ovat materiaalit, energia, kuljetukset ja työmaa. Seuraavissa kappaleissa on esitelty oleellisimmat kohdat koskien kyseistä jaottelua. (Kuittinen 2019) 2.2.1 Materiaalien hiilijalanjälki Materiaalit-osuudessa vähähiilisyyden arviointimenetelmissä kuvaillaan rakennushankkeen materiaalien aiheuttaman hiilijalanjäljen arviointia. Kyseinen prosessi voidaan myöskin jakaa kolmeen vaiheeseen hiilijalanjäljen laskemisen helpottamiseksi. Ensimmäisenä rakennusprosessin materiaalien hiilijalanjäljen arvioimiseksi on kerättävä rakennushankkeen määräluettelo ja sen pohjalta laadittava luettelo materiaaleista. Tässä vaiheessa uudisrakentamisen ja korjausrakentamisen kohdalla tulee pieniä eroavaisuuksia. Laajamittaisissa korjaushankkeissa arvioidaan ainoastaan korjauksessa uusittavat ja korjattavat rakennusosat ja rakennustuotteet. Ennen tätä laajamittaista korjausta kuluneen elinkaaren vaiheita ei tule laskea enää myöhemmin mukaan. Uudisrakennuksissa tehdään materiaaliluettelo rakennukseen, tontille ja keskeisiin taloteknisiin järjestelmiin tulevista tuotteista. Nämä arviointiin kuuluvat ja kuulumattomat osat on esitetty alla olevassa taulukossa 3. Myös mahdollinen työmaalla syntyvä hukka tai ylijäämä on otettava huomioon. Alla olevassa taulukossa 3 on myös esitetty arvioinnista pois jääviä osia, kuten esimerkiksi kasvillisuus, rakentamisen aikaiset telineet ja työmaatilat. Myös uudelleenkäytettävät tuotteet tulee jättää arvioinnin ulkopuolelle, mikäli tuotteet ovat olleet osana rakennuksen suunnittelua. (Kuittinen 2019)

17 TAULUKKO 3. Arvioitavat rakennusosat (Kuittinen 2019). Taulukossa on esitetty arviointiin sisältyvät ja arvioinnin ulkopuolelle jäävät osat. Mikäli hiilijalanjälkeä arvioidaan aikaisessa vaiheessa, kuten hankevaiheessa, ei taloteknisten järjestelmien suunnittelu ole vielä valmis ja määrätiedot ovat näin ollen vajavaisia. Tällöin on mahdollista käyttää liitteessä 1 esitettyä Ympäristöministeriön laatimaa Taloteknisten järjestelmien päästötiedot-taulukkoa. Suunnittelun edetessä ja lähtöarvojen tarkentuessa voidaan myös käyttää liitteessä 2 esitettyä Ympäristöministeriön Arvioitavat rakennusosat ja niitä vastaavat nimikkeettaulukkoa. Toinen materiaalien hiilijalanjäljen arviointiin kuuluva vaihe on rakennuksen elinkaaren aikana uusittavien materiaalien määrä. Rakennustuotteet eivät ole ikuisia, joten mahdollisiin rakennustuotteiden vaihtoihin rakennuksen elinkaaren aikana on varauduttava. Rakennuksen käytön aikana vaihdettavien rakennustuotteiden

18 määrässä otetaan huomioon kaikki rakennustuotteet, joiden oletettu käyttöikä on suunnittelussa määritettyä rakennuksen ikää lyhyempi. Mikäli tuotteen käyttöikä on pidempi kuin rakennuksen tavoiteikä, on arvioitava tuotteen uudelleenkäyttömahdollisuudet ja siitä saatavat mahdolliset hiilipäästöjen vähenemisen hyödyt. Rakennustuotteiden vaihtovälin voi laskea alla esitetyllä kuviolla 2, minkä lisäksi on mahdollista hyödyntää liitteestä 3 löytyvää Ympäristöministeriön laatimaa Elinkaaren eri vaiheiden päästöjen taulukkoarvotaulukkoa. (Kuittinen 2019) KUVIO 2. Tuotteiden vaihtovälin laskenta (Kuittinen 2019)

19 Viimeisenä vaiheena materiaalin hiilijalanjäljen laskemisessa on huomioitava jätteiden käsittely ja loppusijoittaminen. Rakennusjätteen käsittely ja lopullinen sijoittaminen voidaan laskea jo aiemmin mainitun liitteen 3 mukaan tai arvioimalla purkuvaiheessa syntyvän jätteen määrän, joka on oletettavasti sama kuin rakennuksen rakennusvaiheessa. Mikäli hiililaskelmaa tehdään laajalle korjaushankkeelle, on otettava huomioon rakennuksessa ja sen tontilla aikaisemmin olleet materiaalit. Mikäli arviointia tehdään väliaikaiselle rakennukselle, joka tullaan siirtämään myöhemmin, tulee siirrosta syntyvät jätteet erotella uudelleenhyödynnettävistä osista, sillä vain ne tullaan käsittelemään hiilijalanjälkeä laskettaessa. Kehitteillä on erilaisia hahmotelmia, joiden avulla pyritään tarkentamaan eri rakennusmateriaalien materiaalikohtaisia mahdollisuuksia uudelleenkäytöstä ja hyödyntämisestä. (Kuittinen 2019) 2.2.2 Kuljetusten hiilijalanjälki Kuljetusvaiheen hiilijalanjäljen laskeminen perustuu hyvin pitkälti materiaalivaiheessa esille tulleisiin materiaaleihin, niiden korjauksiin ja hävitykseen. Laskennassa voidaan käyttää liitteen 3 taulukkoarvoa tai vaihtoehtoisesti voi laskea rakennuksen elinkaaren aikaisista rakennus-, korjaus- ja purkutoimenpiteistä johtuvien kuljetusten aikaansaaman hiilijalanjäljen. Tässä laskentatavassa on huomioitava kaikki maamassojen, rakennustarvikkeiden ja materiaalien toimitukset rakennuskohteeseen unohtamatta tarvittavia välivarastointi- tai esivalmistelukohteita. Näihin kuljetuksiin lukeutuvat myös työmaalta kuljetettavat rakennusjätteet. Laskuista jätetään pois rakennuskoneiden ja -työntekijöiden siirtymät rakennuskohteeseen. Jokaiselle kuljetukselle on päästöt laskettava erikseen, huomioiden eri polttoaineet ja kuljetusmuodot. Matkoilla kuorman täyttöaste on menomatkalla 80% ja paluumatkalla 0%, massojen kohdalla kyseisen luvun ollessa 100% niitä kuljetettaessa. Kaikkien rakennustyömaalla syntyvien jätteiden kuljetuspäästöt lasketaan kuten elinkaaren loppukuljetuksen tapauksessa. Korjaushankkeissa uusien rakennustuotteiden kuljetuksesta johtuva hiilijalanjälki lasketaan korjaushetkestä elinkaaren loppuun. Purkuvaiheessa kuljetuksen hiilijalanjälki lasketaan jätteiden kuljetuksesta loppusijoitukseen tai hävitykseen. (Kuittinen 2019)

20 2.2.3 Työmaan hiilijalanjälki Työmaan hiilijalanjälkeen sisältyy rakentamisen, korjauksen ja purkamisen aiheuttama hiilijalanjälki. Tämä arviointi voidaan suorittaa liitteen 3 taulukon mukaan. Vaihtoehtoisesti hiilijalanjäljen voi laskea huomioimalla rakennustyömaalla vaadittavan ostoenergian ja polttoaineiden aiheuttamat päästöt. Tähän energiaarvoon kuuluvat rakennustöistä, kohteen valaisemisesta, mahdollisesta kuivattamisesta, lämmittämisestä sekä toimisto- ja taukotilojen ylläpidosta aiheutuva energiatarve. Myös väliaikaisten työmaatilojen aiheuttama hiilijalanjälki on huomioitava laskuissa. Jos tiloja ja toimintoja hyödynnetään samalla jossakin muussa kuin arvioinnin kohteena olevassa rakennuksessa, täytyy hiilijalanjälki selvittää bruttopinta-alojen suhteesta. Mikäli kohteesta jää ylimääräistä rakennustuotetta, tulee sen valmistuksesta ja mahdollisista kierrätysmahdollisuuksista syntyvä hiilijalanjälki huomioida aiemmin kerrotun mukaisesti. Korjausvaiheen ja purkuvaiheen työmaiden ostoenergian ja polttoaineiden aiheuttama hiilijalanjälki huomioidaan kuten uudisrakennustyömaan kohdalla. (Kuittinen 2019) 2.2.4 Energian hiilijalanjälki Energian hiilijalanjäljen selvittämiseen tarvitaan kohteen laskennallinen ostoenergia. Laskennallisen ostoenergian selvityksessä tulee käyttää Ympäristöministeriön asetusta uuden rakennuksen energiatehokkuudesta. Kyseinen asetus kuuluu seuraavasti: Tämä asetus koskee sisäilmaston ylläpitämiseen energiaa käyttävän, katetusta seinällisestä rakenteesta koostuvan uuden rakennuksen suunnittelua ja rakentamista. Asetus koskee myös rakennuksen laajennusta ja kerrosalaan laskettavan tilan lisäämistä. Asetus koskee kerrosalaltaan alle 50 neliömetrin kokoisen rakennuksen laajennusta vain siltä osin kuin rakennus laajennuksineen ylittää 50 neliömetriä. (1010/2017) Kyseisen asetuksen mukaisessa määrityksessä tulee laskennasta jättää pois osat, joita ei ole sisällytetty energiatehokkuusasetukseen. Liitteessä 4 on esitetty Ympäristöministeriön laatima energiamuotojen päästökerrointaulukko, jota voidaan hyödyntää laskennassa. Mikäli osa käyttöenergiasta on tuotettu kaukolämmön avulla, voidaan käyttää tuottajakohtaisia päästökertoimia. (Kuittinen 2019)

21 2.2.5 Hiilikädenjälki ja elinkaaren ulkopuoliset vaikutukset Rakentamishankkeessa voi syntyä myös ilmastohyötyjä, kuten esimerkiksi rakennusosien kierrättäminen ja uusiokäyttö, tuotettu uusiutuva energia ja rakennusmateriaaleihin sitoutunut ja sitoutuva hiili. Näitä hyötyjä ilmoitetaan hiilikädenjäljellä, joka on laskennassa erikseen ilmoitettava tieto, jota ei poisteta hiilijalanjäljestä. Uudelleenkäytöstä ja kierrätyksestä saatavia hyötyjä voidaan ottaa laskennassa huomioon vain, jos ne ovat olleet mukana rakennuksen hiilijalanjäljen laskennassa. Ympäristöministeriöllä on selvitteillä arviointia sujuvoittavien taulukoiden tarpeellisuus. Näiden kierrätettävien ja uudelleenkäytettävien osien laskennan säännöt on esitetty liitteessä 5. Rakennusprojektin yhteydessä tuotettu uusiutuva energia voidaan ottaa mukaan hiilikädenjäljen laskelmiin, mikäli energian tuottamiseen käytettävät laitteet on huomioitu hiilijalanjäljen laskelmissa. Ylijäävä energia arvioidaan vuosittain ja kerrotaan päästökerrointaulukosta löytyvällä arvolla. Päästökerrointaulukko on esitetty liitteessä 4. Eloperäisten rakennustuotteiden hiilivarastot voidaan ottaa mukaan hiilikädenjäljen laskentaan, mutta fossiilisiin materiaaleihin sisältyvää hiiltä ei huomioida. Hiilivarastojen laskennan ulkopuolelle jäävät myös tuotteet, jotka eivät päädy rakennusprojektissa käytettäviin materiaaleihin. Hiilivarastojen laskenta suoritetaan kertomalla materiaalin kuivapaino siihen sisältyvällä hiilellä (C). Sementtipohjaisten rakennustuotteiden karbonatisoitumisessa sitoutuva hiili voidaan ottaa mukaan hiilikädenjäljen laskentaan vain, mikäli karbonatisoitumisen aiheuttamat korjaukset on huomioitu hiilijalanjäljen laskennassa. Sementtipohjaisten tuotteiden arvioinnissa huomioidaan myös vain rakennusprojektissa käytettäviin materiaaleihin sisältyvät tuotteet. (Kuittinen 2019) Osa rakennustuotteista aiheuttaa ilmastovaikutuksia myös rakennuksen elinkaaren ulkopuolella, mikä tulee Ympäristöministeriön menetelmää noudatettaessa esittää myös tuloksissa. Näitä elinkaaren ulkopuolisia vaikutuksia ovat esimerkiksi käytetyn puun polttaminen energian tuottamiseksi ja betonin karbonatisoitumisen jatkuminen rakennuksen elinkaaren jälkeen. Elinkaaren loppuvaiheeseen kuuluvat vaiheet rakennuksen purkamisesta rakennusjätteen loppusijoitukseen, mutta esimerkiksi betoni saattaa joissakin tapauksissa jatkaa karbonatisoitumista ja näin ollen sitoa itseensä hiilidioksidia vielä rakennuksen elinkaaren ulkopuolella.

22 2.2.6 Tulosten esittäminen Hiilijalanjäljen ja -kädenjäljen arvot tulee esittää muodossa hiilidioksidiekvivalenttien painona jaettuna rakennuksen lämmitetyllä nettopinta-alalla ja arviointijakson pituudella (kgco2e/m 2 /a). Hiilijalanjälki esitetään positiivisena kokonaislukuna, kun puolestaan hiilikädenjälki esitetään negatiivisena kokonaislukuna. Varsinaiset tulokset esitetään erikseen eri elinkaaren vaiheille. Uudisrakennuksen tapauksessa vaiheita ovat käyttöä edeltävä vaihe, käytön aikainen vaihe, käytön jälkeinen vaihe ja elinkaaren ulkoiset vaikutukset. Laajamittaisissa korjaushankkeissa vaiheet ovat puolestaan korjausta edeltävä vaihe, korjausta seuraavan käytön vaihe, käytön jälkeinen vaihe ja elinkaaren ulkoiset vaikutukset. Laajamittaisen korjaushankkeen tapauksessa on myös muistettava aloittaa hiilijalanjäljen ja -kädenjäljen tarkastelu hankkeen alkamisesta. Laskennan tulosten luokitellaan olevan luotettavia, mikäli laskennassa on noudatettu Ympäristöministeriön rakennuksen vähähiilisen arviointimenetelmän ohjeita. Vähimmäisvaatimukset laskennalle, kuten teknologinen ja maantieteellinen edustavuus, löytyvät Ympäristöministeriön laatimista käytettyjen tietojen raportointilomakkeesta, joka on esitetty liitteessä 6. (Kuittinen 2019) 2.3 Rakennuksen hiilijalanjäljen arviointityökalu Rakennuksen vähähiilisyyden arviointimenetelmän yhteydessä ympäristöministeriö julkaisi myös rakennuksen hiilijalanjäljen arviointityökalun [.xlsm], jonka tarkoitus on yhdessä arviointimenetelmän kanssa toimia uudisrakennusten ja laajamittaisten korjaushankkeiden arviointimenetelmänä. Näiden arviointityökalujen ensimmäinen versio julkaistiin syksyllä 2019 ja niitä on tarkoitus kehittää testausjakson aikana ja sen jälkeen. Arviointityökalussa voidaan käyttää Ympäristöministeriön kehittämää yksinkertaistettua arviointimenetelmää, jossa suurin osa laskennan tiedoista on pinta-alaan perustuvia taulukkoarvoja. Arviointityökalu kuitenkin mahdollistaa myös tarkempien hankekohtaisten arvojen käytön, joita käytettäessä on kuitenkin muistettava toimittaa liitteenä kirjallinen selitys siitä, mitä tietoja tarkemmassa laskennassa on käytetty ja mihin ne perustuvat.

23 Arviointityökalun alussa on lyhyt, hyvin tiivis ohje työkalun käyttöön, josta selviää esimerkiksi työkalussa käytetyt värikoodit ja työkalun sisällön jakelu. Työkalun toisella välilehdellä heti ohjeen perässä on yhteenveto, josta selviää rakennuksen ja hiililaskelman laatijan perustiedot sekä varsinainen laskennan tulos. Seuraavalla neljällä välilehdellä on käsitelty rakennuksen elinkaari materiaalivaiheesta purkuvaiheeseen. Ensimmäisenä vaiheena on materiaaliluettelovaihe, joka on jaettu eri osa-alueisiin rakennusosien litteroinnin mukaan. Esimerkiksi tontti, kantavat rakenteet ja talotekniikka ovat kaikki eriteltyinä omiin taulukoihinsa hiilijalanjäljen arvioinnin yksinkertaistamiseksi. Tarvittavia tietoja rakennusmateriaaleista ovat litteran lisäksi varsinainen rakennusosa, materiaalin tyyppi, materiaali sekä määrä. Seuraavalla välilehdellä arvioidaan valmistuksen, kuljetuksen ja työmaan päästöjä. Yksinkertaistetussa arviointimenetelmässä nämä tiedot täyttyvät automaattisesti materiaalit-välilehden täyttymisen jälkeen, mutta on myös mahdollista täyttää taulukko tarkemmilla hankekohtaisilla arvoilla. Kolmannelle välilehdelle syötetään rakennuksen käytönaikainen laskennallinen vuotuinen ostoenergian kulutus, jonka perusteella saadaan arviointityökalusta näiden hiilijalanjälki sekä -kädenjälki. Elinkaaren loppu-välilehti täyttyy itsestään rakennuksen pinta-alatiedoista. Arviointityökalun viimeisillä välilehdillä on esitetty arvioinnissa käytettyjen tietojen laadun raportointilomake, joka tulee täyttää, mikäli on käytetty tarkempaa hankekohtaista laskutapaa. Viimeiselle välilehdelle on listattu eri rakennusmateriaalien päästötietoja sekä vaihtoväli, ja näitä kahta tulee käyttää laskentaa tehdessä. (Ympäristöministeriön rakennuksen hiilijalanjäljen arviointityökalu 2019)

24 3 LÄHTÖTIEDOT Hiililaskelman laatimiseksi on oltava kohde, josta laskelma tehdään. Opinnäytetyössä kohteina toimivat Ria Siikin diplomityössä (2017) esiintyvät kolme eri hallirakennusta. Hallirakennukset ovat eri runkomateriaaleista valmistettuja, joten niiden hiilijalanjäljet tulevat näiltä osin eroamaan. Rakennuspaikka, talotekniikka ja rakennuksen koko pysyvät samoina, joten niiden takia ei laskelmaan tule eroja. Diplomityössään Siik tutustuu kantavan rungon tietomallipohjaiseen kustannuslaskentaan luonnosvaiheessa. Tietomallit ovat rakennusalalla yleistyneet ja teknologian kehittyminen mahdollistaa niiden laajemman hyödyntämisen. Kustannuslaskennan kohdalla malleja hyödynnetään jonkin verran, mutta luonnosvaiheessa malleja ei vielä osata täysin hyödyntää. Diplomityössään Siik avaa kustannuslaskentaprosessia ja mahdollisia prosessissa ilmeneviä ongelmia, sekä mahdollisuutta vaikuttaa kustannuksiin luonnosvaiheessa kustannuslaskennan avulla. Kirjallisuuskatsauksessa Siik avaa luonnosvaiheen suunnittelun, tietomallien, määrä- ja kustannuslaskennan sekä tietomallisen kustannuslaskennan perusteita. Tietomallin avulla on mahdollista saada materiaaliluettelo, joka helpottaa kustannusarvion tekemistä. Kustannukset ovat tärkein rakentamiseen vaikuttava muuttuja, joten tarkka kustannusarvio on välttämätön. (Siik 2017) Käytännön tutkimuksena Siik toteutti kolmen eri runkoisen hallirakennuksen rakennesuunnittelun, mallinnuksen sekä määrälaskennan. Nämä toteutettiin Tekla Structures 21 -ohjelmistolla, josta saadulla materiaaliluettelolla Pohjola Rakennus Oy Häme toteutti kustannuslaskennan. Käytännön vaiheessa ilmeni kantavan rungon huomattava osuus rakennuksen lopullisista kustannuksista, joten rakennushankkeen alkuvaiheen suunnittelu on syytä tehdä huolellisesti. Mallinnuksella on myös mahdollista tehdä kustannuslaskennasta tehokkaampaa, mutta aivan kaikkea määrälaskentaa ei tietomallin avulla ole järkevää tehdä. Mallinuksen hyödyntäminen kustannuslaskennassa tulee kuitenkin aina selvittää yksilöllisesti jokaisen hankkeen kohdalla työskentelyn tehokkuuden varmistamiseksi. (Siik 2017)

25 3.1 Yhteiset ja eroavat rakenteet Hallirakennuksen pääominaisuuksien, kuten sijainnin, koon ja käyttötarkoituksen ollessa samat, ovat esimerkiksi kuormitukset ja rasitusluokat myös hyvin samankaltaiset. Rakenteiden painosta löytyy kuitenkin eroavaisuuksia, joten esimerkiksi rakenteiden oma paino on tarkasteltu tapauskohtaisesti. Edellä mainittujen yhtäläisyyksien vuoksi tulee hallirakennuksiin samoja rakenteita, mikä johtuu materiaalien soveltuvuudesta erityyppisiin olosuhteisiin sekä niiden kustannuksista. Esimerkiksi kaikkien hallirakenteiden alapohjat ovat teräsbetonilaattoja, joita on muokattu tila- ja sijaintikohtaisesti. Teräsbetonilaatan paksuus vaihtelee välillä 100 180 mm ja käytetty eriste vaihtelee tilaan kohdistuvan kuormituksen mukaan. Rakennuksen keskeltä eriste on jätetty kokonaan pois, sillä routavaaraa ei suuren hallirakennuksen keskellä ole. Halleista löytyvä väestönsuoja on myös kaikissa tapauksissa identtinen, samoin kuin ulkoseinät lukuun ottamatta liittymäkohtia rakennuksen runkoon. Suurin rakenteellinen hallien välinen eroavaisuus on niiden runkomateriaali: tutkittavien hallien rungot ovat terästä, liimapuuta ja betonia. Runkojen eroavaisuudet aiheuttavat muutamia eroja myös muualle. Esimerkiksi runkoihin tulevat liitokset ovat tapauskohtaiset. Myös runkojen oma paino ja rakenteellinen toiminta aiheuttaa erilaisia kuormituksia, joten esimerkiksi anturat ovat paikoittain eri kokoisia, vaikkakin materiaali pysyy siitä huolimatta samana. 3.2 Rakennetyypit Laskenta on suoritettu pääasiassa rakennetyyppien avulla. Rakennetyypeistä selviää käytetyt materiaalit ja kerrospaksuudet, joiden avulla hiililaskelman tekeminen on mahdollista. Suunnittelun alkuvaiheessa ei kaikkia rakenteita voida tietää täysin tarkkaan, joten osa lähtötiedoista täytyy selvittää tai arvioida mahdollisimman tarkasti. Siikin työstä rakennetyyppejä löytyi hyvin, mutta osassa rakennetyypeissä ei kaikki tarvittavia lähtötietoja ollut. Näitä puuttuvia lähtötietoja on arvioitu tai selvitetty jotakin muuta tietolähdettä, kuten IFC-mallia hyödyntäen. Arviointiprosessissa suurena apuna toimi Ramboll Finland Oy:n asiantuntijoiden osaaminen ja kokemus.

26 Alapohjarakenteena on kaikissa halleissa maanvarainen teräsbetonilaatta, jonka paksuus vaihtelee 100 180 mm välillä sijainnin mukaan. Toimistossa ja porrashuoneessa laatan paksuus on 100 mm pienempien kuormien takia ja muualla hallissa laatan paksuus on 160 tai 180 mm. Raudoitus ei Siikin diplomityöstä selviä, joten hiililaskelmien mahdollistamiseksi on arvioitu 100 mm laattoihin T10#150 teräsverkko laatan keskelle ja 160 tai 180 mm paksuissa laatoissa verkko laatan ylä- ja alapintaan. Teräsbetonilaatan alla on valusuojakangas, jonka alla on 120 mm EPS- tai XPS-eristekerros laatan sijainnin vuoksi. Hallirakennuksen keskellä ei alapohjassa eristettä ole lainkaan. Ennen perusmaata viimeisenä kerroksena on 300 mm salaojasepeli ja suodatinkangas. Alapohjan rakennetyypit on esitetty liitteessä 7. Välipohjana toimiston kohdalla toimii betoni- ja teräsrungon tapauksessa P32- ontelolaatta ja puurungon tapauksessa 385 mm paksu Kerto-Ripa-välipohjaelementti, minkä lisäksi väestönsuojan katto toimii myös välipohjana. Väestönsuojan katto on 300 mm paksu teräsbetonilaatta, johon raudoitukseksi arvioitiin ylä- ja alapintaan T12k150 harjaterästangot molempiin suuntiin. Välipohjan rakennetyypit on esitetty liitteessä 8. Yläpohjana betonirungossa on kantava TT-laatta, jonka alla on teräsbetonipalkki rakennesuunnittelun mukaisesti. TT-laatan päällä on höyrynsulkuna toimiva bitumikermi, jonka päällä on kaksi 180 mm kovaa uritettua mineraalivillaeristettä, esimerkiksi Paroc ROB 80t. Päällimmäisenä kerroksena on kaksinkertainen bitumikermi, joka on kiinnitetty alustaan puhalletulla bitumilla. Teräsrunkoisessa hallissa sisimmäisenä rakenteena ovat kattovasat tai pääkannattimet, jotka rakennesuunnittelija määrittää. Näiden päällä on 30 mm Paroc FPS 17-palonsuojaeriste ja Ruukki kantava poimulevy T130M-75L-930-7. Poimulevyn päällä on 15 mm katevaneri, johon höyrynsulkuna toimiva bitumikermi voidaan kiinnittää. Seuraavana on 340 mm kovaa uritettua mineraalivilla, 20 mm kovaa mineraalivillaa ja puhallusbitumilla kiinnitetty vedeneristyksenä toimiva bitumikermi. Puurunkoisen hallin yläpohjana toimii 650 mm paksu Kerto-Ripa-kattoelementti. Yläpohjan rakennetyypit on esitetty liitteessä 9. Ulkoseinärakenteina toimii kaikissa hallirakennuksissa 230 mm paksu Ruukki SPA E, peltielementti. Paikoitellen peltielementin ulkopintaan on kiinnitetty 20

27 mm teräsorsilla 18 mm poimulevy Ruukki Tokyo S18. Seinän alareunassa on 90 mm paksu betoninen ulkokuori, 150 mm ristiin uritettu mineraalivilla EPS 60s ja 80 mm paksu betoninen sisäkuori. Raudoituksena ulkokuoressa on T4#150 ruostumaton teräsverkko ja 2E7 pieliteräkset, sisäkuoressa taas T6#150 teräsverkko, 2T12 pieliteräkset ja T6 k200 haat. Kyseinen rakenne toimii myös sokkelina. Väestönsuojan kohdalla edellä mainitun sandwich-rakenteen lisäksi on 20 mm tuuletusrako ja 300 mm paksu teräsbetoniseinä. Ulkoseinän rakennetyypit on esitetty liitteessä 10. 3.3 Rakennusten runko Hallirakennusten runko koostuu kantavista rakenteista, jotka ovat rakennusten pystyssä pysymisen kannalta välttämättömiä. Kyseiset kantavat rakenteet tulee aina mitoittaa ja mitoitus on mahdollista tehdä perinteisesti käsin laskien tai hyödyntämällä erilaisia valmiita laskentapohjia, kantokykykäyriä tai mitoitustyökaluja. Siik on diplomityössään hyödyntänyt monia eri mitoitustapoja, kuten käsinlaskentaa, Excel-laskentapohjaa ja eri materiaalitoimittajien laskentatyökaluja. Siik on diplomityössään esittänyt kantavien osien profiilit, materiaalit ja mitoitustavan runkokohtaisella taulukoinnilla. Näiden taulukoiden ja hallirakennusten mallin avulla on mahdollista arvioida materiaalimäärä ja näin ollen rungon hiilijalanjälki. Taulukoista käy ilmi esimerkiksi betonirakenteisen hallin pilareiden poikkileikkaukset, niissä käytetyt raudoitukset sekä betonilaatu ja mallia hyödyntäen saadaan selville pilareiden pituudet ja lukumäärät. Näitä tietoja yhdistellen selvitetään betonin määrä kuutioissa ja yhdessä betonikuutiossa oleva keskimääräinen raudoitusmäärä, josta hiilijalanjäljen laskeminen on yksinkertaista. Tässä käsitellyt Siikin laatimat taulukot on esitetty liitteissä 11, 12 ja 13. 3.4 IFC-malli Lähtötietojen selvittämisessä hyödynnettiin myös Siikin laatimaa mallia, josta saatavilla oli IFC-tiedosto. Mallissa oli mallinnettuna betonirunkoinen halliraken-

28 nus ja liimapuurunkoisen hallin joitakin runkorakenteita. Koska Siikin diplomityöstä löytyi hyvin rakennetyyppejä sekä muita rakennetietoja, hyödynnettiin mallia lähinnä mittojen, pinta-alojen ja tilavuuksien selvittämiseen. Hyvin laaditusta mallista on kuitenkin mahdollista selvittää projektissa käytetyt betoni-, teräs- ja puumäärät hyvin nopeasti ja näin laskentaa on mahdollista nopeuttaa merkittävästi. Projektien alkuvaiheissa hyvin laadittua mallia on harvoin saatavilla, joten sen hyödyntäminen ei ole useinkaan mahdollista. Tässä projektissa saatavilla oli vain IFC-malli, joten laskenta toteutettiin pääasiassa rakennetyyppien avulla. Alla olevassa kuviossa 3 on esitettynä kyseinen IFC-malli, joka on tehty osana Siikin diplomityötä. KUVIO 3. IFC-malli (Siik 2017) 3.5 Päästötiedot Rakenteiden päästötietoja on mahdollista saada hyvin monista eri lähteistä. Osa tuotevalmistajista on kehittänyt tuotteistaan EPD:n eli ympäristöselosteen (Environmental Product Decloration), joka kertoo tuotteiden päästöistä eri elinkaarten vaiheissa. EPD:n sisältö saattaa kuitenkin erota jonkin verran ja jokaisen eri materiaalin ja rakennusosan EPD:n etsiminen on työlästä ja saattaa hidastaa hiililaskelman tekemistä. Bionova on kuitenkin laatinut One Click LCA -laskentatyökalun, johon on kerännyt kattavasti eri materiaalien päästötietoja. One Click LCA kertoo lisäksi lähteen, josta päästötieto on saatu, ja täten mahdollistaa sen yksityiskohtaisemman tarkastelun. Laskentatyökalusta on lisäksi laskelman valmistuttua saatavilla erilaisia kuvaajia ja graafeja, jotka havainnollistavat hiilipäästöjen

29 jakautumista ja joidenka avulla tilaajalle on helppo antaa kuva hiilipäästöjen muodostumisesta. Tässä työssä hyödynnettiin One Click LCA -laskentaohjelmaa päästötietojen saamiseksi, mutta varsinainen laskenta suoritettiin Excelissä. (Bionova Oy 2018)

30 4 LASKENTA Tässä opinnäytetyössä laskenta suoritettiin hyödyntämällä Excel-taulukkolaskentaohjelmaa. Kolmen eri hallirakennuksen tapauksessa on laskentaa hyvä jakaa erillisiin kokonaisuuksiin hallirakennusten erojen huomioimisen mahdollistamiseksi ja helpottamiseksi. Tällöin muodostuu selkeämpi kuva hiilipäästöjen syntymisestä ja kyetään tarvittaessa muuttamaan tiettyjä rakenteita, jotka aiheuttavat suuren osan näistä päästöistä. Projektin ollessa alkuvaiheessa ei kaikkia moduuleja ole mahdollista selvittää. Esimerkiksi B6- ja B7-moduulit, eli energian ja veden käyttö, on jätetty laskennan ulkopuolelle. Energian käyttö on helppo selvittää rakennuksen energiatodistuksesta, mutta alkuvaiheen projekteissa se ei ole vielä mahdollista. Laskennassa on selvitetty moduulit A1-A3, jotka tulee aina laskea hankekohtaisesti. Muiden moduulien arvot on mahdollista selvittää Ympäristöministeriön taulukoiden sekä One Click LCA -laskentatyökalun avulla. Tässä työssä laskenta on suoritettu sekä Ympäristöministeriön vaatimusten mukaan taulukkoarvoja hyödyntäen, että EN 15978 -laskentametodin avulla. Näiden avulla saadaan kuva taulukkoarvojen ja laskennan eroista hallirakennuksen kohdalla. Taulukkoarvot ovat jokaiselle hallirakennukselle samat, sillä ne on suhteutettu rakennuksen pinta-alaan. Opinnäytetyön tulokset on esitetty hyödyntäen Ympäristöministeriön laatimaa tulosten vähimmäissisältö -taulukkoa. Hiilijalanjäljen kohdalla tulokset tulee esittää erikseen moduuleittain (A, B ja C) ja yhteenlaskettuna (A-C). Tässä opinnäytetyössä hiilijalanjälki on esitetty vain yhteenlaskettuna kokonaisuutena (A-C). Laskentamenetelmät eroavat tässä jonkin verran, sillä Ympäristöministeriön menetelmän tapauksessa vain moduulit A1-A3 on laskettu hankekohtaisesti ja muissa on hyödynnetty taulukkoarvoja, kun puolestaan EN 15978 -laskentametodissa kaikki tulokset on laskettu hankekohtaisesti lukuun ottamatta moduulia A5, jonka tapauksessa on hyödynnetty valmista taulukkoarvoa. Hiilijalanjäljen lisäksi tuloksissa tulee eritellä hiilikädenjälki (moduulien A-D summa) sekä elinkaaren ulkopuoliset vaikutukset (D). Ympäristöministeriön menetelmää hyödyntäen saadaan nämä molemmat selvitettyä laskemalla, mutta EN 15978 -laskentametodin kohdalla saadaan selville vain moduuli D.

31 Erilaiset rakenteet on eroteltu välilehtien avulla, mikä pitää laskennan siistinä ja helposti tulkittavana. Eri välilehtiä ovat esimerkiksi AP, YP, VP, US sekä VS, ja näissä on eritelty kunkin rakenteen hiilijalanjälki neliömetriä kohden. Seuraavissa välilehdissä (betonirunko, teräsrunko, puurunko) on laskettu hallikohtaiset hiilipäästöt aikaisempien välilehtien neliökohtaisten arvojen perusteella. Tässä laskennassa on hyödynnetty IFC-mallista saatuja pinta-aloja. Tämän lisäksi varsinaisen rakennuksen rungon hiilipäästöt on myös laskettu näillä välilehdillä. Seuraavilla välilehdillä on esitelty Ympäristöministeriön taulukkoarvot sekä koottu eri hallirakennusten hiilipäästöt ja hiilijalanjäljet yhteen. Viimeisenä välilehtenä on Elinkaaren vaiheet, jossa on eriteltynä rakennuksen elinkaaren vaiheet moduulien avulla. Nämä moduulit ovat näkyvissä myös laskennassa, joten on mahdollista saada tieto myös esimerkiksi siitä, kuinka paljon eri materiaalien tuotannosta syntyy hiilipäästöjä. Erilaisia alapohjarakenteita on kussakin hallissa viisi. Jokaisesta erilaisesta rakenteesta on tehty oma Excel-taulukko, josta on saatu alapohjatyypille neliökohtainen hiilipäästö. Näitä neliökohtaisia arvoja on myöhemmin helppo hyödyntää koko hallirakennuksen hiilipäästöjä laskettaessa. Taulukot on rakennetyyppien tapauksessa jaettu kymmenen eri sarakkeen alle. Alla olevasta taulukosta 4 ilmenee sarakkeiden nimet, selitteet sekä esimerkki kustakin. Samanlaista jaottelua on hyödynnetty kaikissa rakennetyypeistä koostuvissa välilehdissä.

32 Sarakkeen otsikko Selite Esimerkki Elinkaaren vaihe Rakennuksen elinkaaren vaiheet, EN 15978:n mukaisesti C1-C4 Resurssi Parhaiten suunnitelmia vastaava materiaali Betoniraudoitus, yleinen, 97% recycled content (typical) Määrä 16,8 Yksikkö Ilmaston lämpeneminen Tuotteen ilmastoa lämmittävän vaikutuksen arvo kg 0,132 Yhteensä kg CO2e Yhteenlaskettu rakenteen päästöjen summa yhdessä elinkaaren vaiheessa 1,142 Käyttöikä Resurssin tyyppi Kyseisen resurssin käyttöikä Kertoo missä kategoriassa resurssi on Kuten rakennus Betoniraudoitus Lähde Tiedon lähde One Click LCA Muunnosprosessi Päästötietoihin johtanut muunnosprosessi Rautajäte TAULUKKO 4. Sarakkeet ja niiden selitteet

33 Betonirunko-välilehdellä on hyödynnetty samanlaista jaottelua kuin rakennetyyppikohtaisilla välilehdillä, mutta kokonaisuus on rakennettu kaikkia rakennuksessa olevia kantavia betonirakenteita koskevaksi. Runkorakenteet ovat kuitenkin monimutkaisempia ja erilaisia rakenteita on paljon, joten näiden tilavuuksien ja raudoitusten laskemiseen on tehty oma taulukkonsa, josta saadaan esimerkiksi perustuksiin kuluva betoni- ja raudoitusmäärä. Rakennetyyppien neliökohtaiset hiilipäästöt on myös kerrottu kunkin rakenneosan pinta-alalla, jolloin saadaan rakenneosan kokonaispäästöt. Samanlaiset laskelmat on tehty myös teräs- ja puurungolle. Liitteissä 14 ja 15 on esitetty kaikki laskennassa käytetyt taulukot ja laskennan tulokset.

34 5 TULOKSET Jokaisen hallirakennuksen hiilipäästöt on jaettu kahdeksaan eri osatekijään vertailun helpottamiseksi. Hallirakennuksissa on identtisiä rakenteita, kuten esimerkiksi väestönsuojat ja ulkoseinät, joten näiden osien hiilipäästöt ovat kaikissa hallirakennuksissa samat. Alla olevassa taulukossa 5 on esimerkki hiilipäästöjen muodostumisesta. Kyseiset päästöt ovat moduuleista A1-A3 saadut päästöarvot, joihin tullaan lisäämään myöhemmin Ympäristöministeriön muiden moduuleiden taulukkoarvot. Osatekijä Hiilipäästöt kg CO2e (A1-A3) Teräsrunko 411 971 Perustukset 42 419 Alapohja 368 431 Sokkeli 34 157 Ulkoseinät 163 539 Yläpohja 553 797 Välipohja (toimisto) 44 699 Väestönsuoja 18 566 YHTEENSÄ 1 637 579 TAULUKKO 5. Teräsrungon hiilipäästöt Kaikista hallirakennuksista on tehty vastaava jaottelu. Nämä päästömäärät ovat keskenään vertailukelpoisia, mutta ne eivät ole Ympäristöministeriön vaatimassa yksikössä (kgco2e/m 2 /a). Yllä olevat A1-A3-moduulien tulokset tulee muuntaa Ympäristöministeriön vaatimaan muotoon ja yhdistää liitteessä 3 esitettyjen taulukkoarvojen kanssa. EN 15978 -laskentametodin mukaisessa laskennassa taulukkoarvoja hyödynnetään vähemmän. Nämä tulokset eriteltyinä hiilikädenjäljestä sekä elinkaaren ulkopuolisista vaikutuksista on esitetty eri yksikössä alla olevissa taulukoissa 6-9. On kuitenkin muistettava, että esimerkiksi energian ja veden käyttöä ei ole arvioitu, joten tulokset eivät ole täysin lopullisia. Kaikki laskennan tulokset on esitetty liitteessä 14 ja 15.

35 Betonirunko Teräsrunko Puurunko Hiilijalanjälki (A-C) 2 035 036 2 118 006 1 691 350 Elinkaaren ulkopuoliset vaikutukset -105 342-333 213-668 031 (D) Hiilikädenjälki (A-D) -105 342-397 952-1 356 104 TAULUKKO 6. Ympäristöministeriön menetelmällä saadut tulokset (kgco2e) Betonirunko Teräsrunko Puurunko Hiilijalanjälki (A-C) 1 936 749 1 972 673 1 587 072 Elinkaaren ulkopuoliset vaikutukset (D) -231 843-347 518-475 375 TAULUKKO 7. EN 15978 -laskentametodilla saadut tulokset (kgco2e) Betonirunko Teräsrunko Puurunko Hiilijalanjälki (A-C) 6,21 6,46 5,16 Elinkaaren ulkopuoliset vaikutukset -0,32-1,02-2,04 (D) Hiilikädenjälki (A-D) -0,32-1,21-4,14 TAULUKKO 8. Ympäristöministeriön menetelmällä saadut tulokset (kgco2e/m 2 /a) Betonirunko Teräsrunko Puurunko Hiilijalanjälki (A-C) 5,91 6,02 4,84 Elinkaaren ulkopuoliset vaikutukset (D) -0,71-1,06-1,45 TAULUKKO 9. EN 15978 -laskentametodilla saadut tulokset (kgco2e/m 2 /a)

36 6 POHDINTA Opinnäytetyön tarkoituksena oli avata Ympäristöministeriön vähähiilisen rakentamisen ohjeita ja soveltaa niitä käytännössä. Käytännön soveltaminen toteutettiin laatimalla hiililaskelmat Ria Siikin (2017) diplomityössä käsitellyistä kolmesta eri runkomateriaalia olevasta hallirakennuksesta hyödyntäen Ympäristöministeriön ohjeita sekä One Click LCA -laskentatyökalua. Nämä laskelmat antavat hyvän kuvan eri rakennusmateriaalien päästöjen eroavaisuuksista, koska vertailut toteutettiin samaan käyttötarkoitukseen olevista hallirakennuksista, jolloin päästöjen erot syntyvät pääasiassa vain rakenteista. 6.1 Hallirakennusten päästöjen eroavaisuudet Ympäristöministeriön taulukkoarvoja hyödyntäen hiilijalanjäljet olivat keskimäärin 5 7 % suurempia kuin EN 15978 -laskentametodin mukaiset tarkemmat laskelmat. Tämä johtui taulukkoarvoihin lisätystä 20 % epävarmuuskertoimesta. Taulukkoarvojen tuottama päästöjen osuus oli kuitenkin molemmilla laskentatavoilla suurimmillaan noin 25 % luokkaa, joten tämä taulukkoarvojen epävarmuuskerroin ei aiheuttanut suuria eroja. Lisäksi työmaatoiminnot oli molemmissa laskutavoissa selvitetty taulukkoarvon avulla ja työmaatoimintojen osuus kaikista taulukkoarvoista oli lähes 40 %. Tämä tasaa taulukkoarvoista aiheutuvaa eroa entisestään. (Kuittinen 2019) Tuloksista voidaan huomata teräsrunkoisen hallirakennuksen hiilijalanjälkien olleen kaikkein suurimmat, betonirakenteisen hallin päästöjen ollessa molempien laskutapojen tapauksessa 50 000-100 000 kgco2e pienemmät. Puurunkoisen hallirakennuksen päästöt puolestaan olivat selvästi betoni- ja teräsrakenteisia halleja pienemmät. Puurunkoisen hallin hiilijalanjäljet olivat molemmissa laskutapauksissa noin 400 000 kgco2e teräsrunkoista hallia pienemmät. Lisäksi puu on materiaalina selvästi ympäristöystävällisempi materiaali, joten hiilikädenjälki lisää tätä eroa entisestään. Vaikka teräsrakenteisen hallin hiilijalanjälki onkin selvästi suurin, on teräksellä muita etuja kilpakumppaneihinsa verrattuna, kuten lujuus, liitosten yksinkertaisuus sekä myöhempien suurehkojen muutosten mahdolli-

37 suus. Rakennusmateriaalia valittaessa tulee siis huomioida muitakin seikkoja hiilijalanjäljen lisäksi, kuten lujuus, kulutuskestävyys ja hinta. (Teräsrakenneyhdistys 2020) Elinkaaren ulkopuoliset vaikutukset ja hiilikädenjälki erosivat laskentamenetelmästä riippuen ajoittain huomattavasti, eikä mitään yhtenäistä poikkeamaa tai syytä eroavaisuuksille löytynyt. Lisäksi EN 15978 -laskentamenetelmällä saatiin selville vain elinkaaren ulkopuoliset vaikutukset, eikä erillistä hiilikädenjälkeä arvioitu ollenkaan. Kaikkien hallien tapauksissa hiilikädenjälki sekä elinkaaren ulkopuoliset vaikutukset olivat negatiivisia, eli ilmastohyötyjä. Betonirungon tapauksessa hiilikädenjälki ja elinkaaren ulkopuoliset vaikutukset olivat yhtä suuret, mutta EN 15978 -laskentametodilla tämä elinkaaren ulkopuolisten vaikutusten arvo oli tuplasti suurempi. Teräsrunkoisen hallin tapauksessa EN 15978 -laskentametodin tulos asettui Ympäristöministeriön laskentaohjeen mukaisten tulosten väliin. Liimapuurunkoisen hallin kohdalla EN 15978 -laskentametodilla saadut elinkaaren ulkopuoliset vaikutukset olivat noin 30 % pienemmät kuin Ympäristöministeriön menetelmällä saadut, hiilikädenjäljen ollessa tuplasti tätä arvoa suurempi. Laskelmat tehtiin Bionovan One Click LCA-sovellusta hyödyntäen omaan Excelpohjaan, joten Ympäristöministeriön valmista ilmaista laskentapohjaa ei hyödynnetty, eikä mahdollisia laskennallisia eroavaisuuksia kartoitettu. Ympäristöministeriön laskentatyökalu on melko vajavainen, eikä se ole yksinään välttämättä täysin kattava. Bionovalla on vuosien kokemus hiilijalanjälkien arvioimisesta, joten One Click LCA:n tiedot ovat tarkkoja ja luotettavia. Bionova on kuitenkin tehnyt yhteistyötä Ympäristöministeriön kanssa ja näin ollen laskentatyökalujen erot saattavat olla melko pieniä, mutta tästä ei kuitenkaan saada tämän työn perusteella täyttä varmuutta. Tulevaisuudessa voisi olla kannattavaa kartoittaa eri laskentatyökalujen ja päästötietokantojen eroavaisuuksia, mikä voisi mahdollistaa myös käytössä olevien menetelmien tuomisen lähemmäs toisiaan. Toinen jatkokehitysmahdollisuus olisi lähteä suunnittelemaan ja toteuttamaan täysin uutta laskentatyökalua ja päästötietokantaa johtuen Ympäristöministeriön laskentatyökalun vajavaisuuksista.

38 6.2 Kustannukset ja hiilijalanjälki Siikin (2017) diplomityössä halleja tarkasteltiin kustannuslaskennan näkökulmasta. Siik kertoi betoni- ja teräsrunkoisten hallien kokonaiskustannusten olleen lähes samat, betonirunkoisen hallin ollessa edullisempi vain 0,1% erolla. Liimapuurunkoisen hallin kokonaiskustannukset olivat 3,9% suuremmat kuin halvimman, betonirunkoisen hallirakennuksen. Myös pelkkiä runkorakenteita ilman perustuksia tarkasteltaessa betoni- ja teräsrunkoisen hallin kustannukset olivat käytännössä samat, liimapuurunkoisen hallin runkorakenteiden kustannusten ollessa 64% kalliimmat. Näitä kustannusten eroja Siik avasi diplomityössään tarkemmin. Tämä kustannusero saattaa olla tilaajan kannalta ratkaiseva tekijä, joten Ympäristöministeriön tulisi kehittää erilaisia kannusteita, jotta ympäristöystävällisemmän ratkaisun valitseminen olisi tilaajalle kannattavampaa. Mahdollisia kannusteita voisivat olla esimerkiksi lisärakennusoikeudet, verovähennykset tai joustavat rahoitusratkaisut. Kannusteiden vastapainona voitaisiin myös ottaa käyttöön sanktioita ympäristölle haitallisten rakennusratkaisuiden valitsemisesta, kuten lisäpäästöverot, rakennusoikeuden vähentäminen tai täysmääräinen evääminen. Siikin diplomityö käsitteli hallirakennusten kustannuslaskentaprosessia sekä painotti mallin hyödyntämistä tässä prosessissa. Malli helpottaa myös hiililaskelman laatimista, joten kustannuslaskelmaa ja hiililaskelmaa toteutettaessa samasta rakennuksesta on mallin laatiminen suositeltavaa. Tämä opinnäytetyö täydensi Siikin laatimaa diplomityötä ottaen kantaa hallirakennusten hiilipäästöihin. Siikin työstä saatujen kustannuserojen ja tässä työssä määriteltyjen hiilipäästöjen avulla saadaan hyvä kuva mahdollisista kustannusten ja hiilipäästöjen yhteydestä. Tätä kokonaiskuvaa hahmottelemalla ja sitä hyödyntämällä voidaan valita parhaat mahdolliset materiaalit, rakenteet ja toteutustavat erilaisiin käyttötarkoituksiin. Tuleekin huomioida, että vaikka rakentamisen päästöt ja sen aikaansaama hiilijalanjälki nousevat tulevaisuudessa yhä merkittävämpään asemaan, ei niitä kuitenkaan voida koskaan tarkastella erillään kustannuksista ja rakentamisen kokonaiskontekstista.

39 6.3 Tulevaisuus ja jatkotutkimustarpeet Opinnäytetyö on laadittu hyvin ajankohtaisesta aiheesta, joka tulee olemaan tulevaisuudessa kiinteä osa rakennusprojektien vaatimuksia. Ympäristöministeriön tavoitteena on säädellä rakennusprojektien hiilipäästöjä vuoteen 2025 mennessä, mahdollisesti jopa aikaisemmin. Nyt käynnissä olevan pilottivaiheen tullessa kesäkuussa 2020 päätökseen saadaan tarkempi kuva päästövaatimusten realistisuudesta sekä siitä, kuinka tiukkoja päästövaatimusten tulee olla päästöjen vähenemisen takaamiseksi. Pilotointivaiheen aikana yritysten on tärkeää tutustua aiheeseen ja valmistautua tulevaisuuden vaatimuksiin, joten alustavat tutkimukset ovat hyvin tärkeitä ja voivat vaikuttaa tulevaisuuden rakentamiseen. Tämä opinnäytetyö voi toimia hyvänä tietopakkauksena aiheesta ja sen avulla myös kartoitettiin mahdollisia jatkotoimenpiteitä ja saatiin kuva, miten tulevaisuuden päästörajoituksiin olisi hyvä varautua. Opinnäytetyön avulla saatiin myös kartoitettua mahdollisia puutteita ja keinoja varautua tulevaisuuden haasteisiin, joten työ toimii hyvänä toimenpiteiden suunnittelun ja toteuttamisen alkusysäyksenä hiilipäästöjen valvomisen yleistyessä. Työssä tarkasteltiin kolmen eri hallirakennuksen päästöjä. Erilaisten rakennusten toteutukset ja rakenteet kuitenkin eroavat, joten esimerkiksi kerrostalojen hiililaskelmat ja materiaalien erot saattavat poiketa hallirakennusten tapauksista huomattavasti. Tämän eroavaisuuden takia tulee eri käyttötarkoitukseen oleville rakennuksille mitä todennäköisemmin erilaiset raja-arvot. Erilaisten rakennusten hiilijalanjälkien poikkeavuuksien kartoittaminen on yksi mahdollinen jatkotutkimusaihe, jonka avulla voitaisiin saada arvokasta lisätietoa aiheesta. Tällaisen jatkotutkimustiedon avulla myös eri tyyppisten rakennusten päästöjen vertailu tulisi mahdolliseksi, minkä avulla voitaisiin optimoida ja yhtenäistää rakennusalalla käytäviä päästökeskusteluja ja asetettavia rajoituksia. Hallirakennusten laskelmia tehtäessä hyödynnettiin Siikin diplomityötä sekä IFCmallia. Malli ei kuitenkaan ollut avainasemassa Siikin diplomityössä, joten mallissa oli selviä puutteita, minkä vuoksi osa rakenteista on jouduttu arvioimaan ja se saattaa vaikuttaa tulosten luotettavuuteen. Jännitettyjen rakenteiden raudoitukset on myös jätetty punossuunnittelijan määritettäviksi, joten niidenkin tapauk-

40 sessa on raudoitusmäärää arvioitu. Siikin työ keskittyi pääasiassa kantaviin rakenteisiin, joten se ei esimerkiksi ottanut kantaa toimiston väliseiniin. Kyseiset toimiston väliseinät on jätetty tästä syystä pois myös tämän työn hiilijalanjäljen laskuista. Vastaavanlainen lähtötietojen puute aiheuttaa hiilijalanjälkeen epätarkkuutta, joten Ympäristöministeriön saattaisi olla kannattavaa asettaa minimitarkkuusvaatimus lähtötiedoille, jotta laskennan tekeminen mahdollistuisi ja olisi riittävän tarkkaa. Opinnäytetyö tehtiin Ympäristöministeriön hankkeen ollessa pilottivaiheessa, joten täyttä kuvaa ei aiheesta ollut mahdollista saada. Pilottivaiheen päättyessä ja hiilipäästöjen raja-arvoja muodostettaessa on syytä tutustua aiheeseen uudelleen ja selvittää mahdollisia muuttuneita tekijöitä ja käytäntöjä. Uusia ohjelmistoja ja tapoja hiililaskelmien tekemiseen kehitetään varmasti ja näiden seuraaminen ja mahdollinen hyödyntäminen on yrityksille tärkeää. Ramboll Finland Oy onkin näiden teemojen edelläkävijä alallaan. Aiheeseen liittyviä mahdollisia jatkotutkimusaiheita voisivatkin olla erilaisten kehitteillä olevien ohjelmistojen vertailu ja yhtenäistäminen.

41 LÄHTEET 1010/2017. Ympäristöministeriön asetus uuden rakennuksen energiatehokkuudesta. Luettu 6.2.1010. https://www.finlex.fi/fi/laki/alkup/2017/20171010 Bionova Oy. 2017. Tiekartta rakennuksen elinkaaren hiilijalanjäljen huomioimiseksi rakentamisen ohjauksessa. Luettu 3.3.2020. https://www.ym.fi/fi- FI/Maankaytto_ja_rakentaminen/Rakentamisen_ohjaus/Vahahiilinen_rakentaminen/Vahahiilisen_rakentamisen_tiekartta Bionova Oy. 2018. One Click LCA. Laskentatyökalu. https://www.oneclicklca.com/ Koljonen, T., Soimakallio, S., Lehtilä, A., Similä, L., Honkatukia, J., Hildén, M., Rehunen, A., Saikku, L., Salo, M., Savolahti, M., Tuominen, P. & Vainio, T. 2019. Pitkän aikavälin kokonaispäästökehitys. Valtioneuvoston kanslia. Valtioneuvoston selvitys- ja tutkimustoiminnan julkaisusarja 24/2019. http://julkaisut.valtioneuvosto.fi/bitstream/handle/10024/161409/24-2019-pitk%c3%a4naikav%c3%a4linkokonaispaastokehitys.pdf?sequence=1&isallowed=y Kuittinen, M. 2019. Rakennuksen vähähiilisyyden arviointimenetelmä. Ympäristöministeriön julkaisu 2019:22. Helsinki. Luettu 5.3.2020. https://www.ym.fi/fi- FI/Maankaytto_ja_rakentaminen/Rakentamisen_ohjaus/Vahahiilinen_rakentaminen/Rakennuksen_vahahiilisyyden_arviointimenetelma Siik, R. 2017. Prosessi hallirakennuksen kantavan rungon tietomallipohjaiseen kustannuslaskentaan luonnosvaiheessa. Rakennustekniikan diplomi-insinööri tutkinto-ohjelma. Tampereen teknillinen yliopisto. Diplomityö. Teräsrakenneyhdistys. 2020. Teräs materiaalina. Luettu 17.4.2020. http://www.terasrakenneyhdistys.fi/fin/terasrakenneteollisuus/teras-materiaalina/ Valtioneuvosto. Hiilineutraali ja luonnon monimuotoisuuden turvaava Suomi. Haettu 19.3.2020. https://valtioneuvosto.fi/rinteen-hallitus/hallitusohjelma/hiilineutraali-ja-luonnon-monimuotoisuuden-turvaava-suomi VTT. 2018. Rakennusten khk-päästöjen ohjauksen vaikutusten arviointi. Luettu 11.3.2020. https://www.ym.fi/fi-fi/maankaytto_ja_rakentaminen/rakentamisen_ohjaus/vahahiilinen_rakentaminen/vahahiilisen_rakentamisen_tiekartta Ympäristöministeriö. 2017. Vähähiilinen rakentaminen. Luettu 11.3.2020. https://www.ym.fi/fi-fi/maankaytto_ja_rakentaminen/rakentamisen_ohjaus/vahahiilinen_rakentaminen Ympäristöministeriön rakennuksen hiilijalanjäljen arviointityökalu. 2019, Rakennuksen hiilijalanjäljen arviointityökalu [.xlsm]. Luettu 8.3.2020. https://www.ym.fi/fi-fi/maankaytto_ja_rakentaminen/rakentamisen_ohjaus/vahahiilinen_rakentaminen/rakennuksen_vahahiilisyyden_arviointimenetelma

Ympäristöministeriön. 2018. Pariisin ilmastosopimus. Luettu 19.3.2020. https://www.ym.fi/fi-fi/ymparisto/ilmasto_ja_ilma/ilmastonmuutoksen_hillitseminen/kansainvaliset_ilmastoneuvottelut/pariisin_ilmastosopimus 42

43 LIITTEET Liite 1. Taloteknisten järjestelmien päästötietoja

44 Liite 2. Arvioitavat rakenneosat ja niitä vastaavat nimikkeet 1(2)

45 2(2)

Liite 3. Elinkaaren eri vaiheiden päästöjen taulukkoarvot 46

47 Liite 4. Energiamuotojen päästökertoimet (g CO2/kWh) 1(2)

2(2) 48

49 Liite 5. Arviointikohteen elinkaaren ulkopuolisten ympäristövaikutusten laskentasäännöt 1(3)

2(3) 50

3(3) 51

Liite 6. Arvioinnissa käytettyjen tietojen laadun raportointilomake 52

53 Liite 7. Alapohjan rakennetyypit 1(5)

2(5) 54

3(5) 55

4(5) 56

5(5) 57

58 Liite 8. Välipohjan rakennetyypit 1(4)

2(4) 59

3(4) 60

4(4) 61

62 Liite 9. Yläpohjan rakennetyypit 1(3)

2(3) 63

3(3) 64

65 Liite 10. Ulkoseinän rakennetyypit 1(4)

2(4) 66

3(4) 67

4(4) 68

69 Liite 11. Valitut rakenteet ja laskentametodit, Betonirunko

70 Liite 12. Valitut rakenteet ja laskentametodit, Liimapuurunko

71 Liite 13. Valitut rakenteet ja laskentametodit, Teräsrunko