Rakennusten hiilijalanjäljen tietomallintaminen Miika Liukka Parviainen Arkkitehdit
Mitkä ovat rakennuksen ympäristövaikutukset? CO2?
Rakentamisen ympäristövaikutukset Lähde: Sitra
Rakennuksen kasvihuonekaasupäästöt syntyvät pääasiassa energiankulutuksesta CO2
Millaisia ympäristövaikutuksia aiheutuu itse rakennuksesta? CO2
Hiilijalanjälki Hiilijalanjäljellä tarkoitetaan tuotteen valmistuksesta aiheutuvien ilmakehään vapautuvien kasvihuonekaasupäästöjen summaa vähennettynä valmistusprosessissa ilmakehästä poistuvien päästöjen summalla. CO2 CO2 GHG Protocol Initiative
Hiilijalanjäljen laskentaan on olemassa standardeja, työkaluja ja tutkimustietoa CO2
Päästöihin voidaan vaikuttaa parhaiten rakennushankkeen alkuvaiheessa HANKEVAIHE SUUNNITTELUVAIHE RAKENTAMISVAIHE KÄYTTÖVAIHE TARVESELVITYS JA HANKESELVITYS ENERGIA- JA RAKENNESUUNNITTELU TARJOUSKILPAILUT JA URAKOINNIT RAKENNUKSEN KÄYTTÖ KYKY VAIKUTTAA HANKKEEN PÄÄTÖKSIIN HANKEEEN PÄÄSTÖVAIKUTUSTEN TUNTEMINEN Lähde: Green Building Council Finland HANKEVAIHE SUUNNITTELU JA HANKINTA RAKENTAMINEN Pitkäjänteinen rakennuksen tarve ja käyttökelpoisuus Rakennuksen energiatehokkuus ja -ratkaisut Elinkaaren kestävät materiaalit Materiaalien päästöt ja säästöt Muuntojoustavuus Rakennustyömaa HYVIN MERKITTÄVÄÄ VÄHEMMÄN MERKITTÄVÄÄ
Rakennuksen elinkaari BUILDING ASSESSMENT INFORMATION BUILDING LIFE CYCLE INFORMATION Supplementary information beyond the building life cycle A 1 3 A 4 5 B 1 7 C 1 4 D A1 PRODUCT STAGE A2 A3 CONSTRUCTION PROCESS STAGE A4 A5 USE STAGE B1 B2 B3 B4 B5 END OF LIFE STAGE C1 C2 C3 C4 BENEFITS AND LOANS BEYOND THE SYSTEM BOUNDARY Raw material supply Transport Manufacturing Transport Construction installation process Use Maintenance Repair Replacement Refurbishment De-construction demolition Transport Waste processing Disposal REUSE- RECOVERY- RECYCLING- POTENTIAL Scenario Scenario Scenario Scenario B6 Operational energy use Scenario B7 Operational water use Scenario Lähde: Green Building Council Finland Cradle-to-gate Cradle-to-grave
Tietomallinnus Kaksiulotteisten rakennuspiirustusten sijaan 3D-malli Mallin osissa on tietoa, jota voidaan hyödyntää suunnittelussa Pinta-ala- ja tilavuustiedot, määrälaskenta, suunnitelmien koordinointi eri suunnittelualojen kesken Mallitiedostostandardi: IFC Suunnitteluohjelmistoja: Revit, ArchiCAD, AutoCAD Architecture Tietomallien koordinointi- ja tarkasteluohjelmistoja: Solibri Model Checker, SimpleBIM
Hiilijalanjäljen tietomallintaminen Tietomallin hiilijalanjälki lasketaan mallinnettujen rakennusosien hiilijalanjälkien summana Tietomallista luetteloidaan eri materiaalien kokonaismäärä Määriä laskettaessa on otettu huomioon huoltotarve sekä työmaan materiaalihukka Jokaiselle materiaalille tai rakennusosalle on asetettu hiilidioksidipäästöarvo (CO₂-ekv/kg, CO₂-ekv/m², CO₂-ekv/kpl,) Mallinnustarkkuudesta ja suunnitteluvaiheesta riippuen päästöt voidaan laskea myös esim. irtokalusteille, pintamateriaaleille Esim. lattioiden pintamateriaalit mallinnetaan usein jo sisustussuunnittelun luonnosvaiheessa CO2
Kuinka paljon hiilidioksidipäästöjä syntyy?? Tavoitteena Laaja tuotekohtainen tiedosto käyttöiästä reunaehtoineen ja kunnossapidon vaatimuksista Menettelytavat tiedon käytölle käyttöikäsuunnittelussa ja kunnossapidossa Päämääränä Elinkaaritiedon hallinta Tiedon elinkaaren hallinta
Hiilijalanjäljen tietomallintaminen Laskentatyökaluja on olemassa: VTT: Ilmari SYKE: Synergia Useimmat Excel-pohjaisia - lähtötietona IFC-mallista tehty Excel-luettelo Edut: kattava tietokanta tarkat tulokset Haitat: määräluettelo tarvitaan tietyssä formaatissa { Pitää ajaa erikseen mallista - ei ajantasaista tietoa Rakennusmateriaali Kokonaispinta -ala (m²) Kokonaistilavu us (m³) Tilavuuspaino (kg/m³) Kokonaispain o (kg) Kasvihuonekaasup äästöt (g CO2-ekv/kg) Sitoutunut hiilidioksidi (gco2-ekv/kg ) Kasvihuonekaasu päästöt yhteensä (kg) IFC Alumiiniprofiili 2, m²,2 m³ 27 52,4 Aquapanel 12,5mm 4593,5 m² 59,73 m³ 125 74657,1 Betoni, paikallavalettu 9977,5 m² 219,37 m³ 24 5256879,2 Betonielementti 2511,5 m² 362,67 m³ 24 87416,2 Betonilaatta 13791,5 m² 1185,18 m³ 24 2844423 Concrete - Cast-in-Place Concrete 149, m² 116,75 m³ DEFAULT Pinta 82, m² 328,5 m³ 1 32854,7 Hattuorsi + peltilevy,5mm 4582,5 m² 137,47 m³ 785 179162,3 Hattuorsi + tuuletusväli 25mm 335, m² 8,37 m³ Ilmarako 4193, m² 69,1 m³ Julkisivurappaus Tikkurila Symphony 2282,5 m² 25,21 m³ M49 Julkisivurappaus Tikkurila Symphony 23,5 m² 25,59 m³ S49 Julkisivusäleikkö 167,5 m² 5,2 m³ KAHI-harkko 1136, m² 16,89 m³ 175 18761,6 KAHI-tiilimuuraus 1749,5 m² 227,39 m³ 175 397939,6 Keraaminen laatta 7mm 87, m²,61 m³ 15 915,8 364 191 2 151376 14 121858 17 483552 9 971246 15 15 6 549
Hiilijalanjäljen tietomallintaminen Revit mahdollistaa tarkat määrätiedot ja materiaalien sekä rakennusosien luetteloinnin Rakennusosille ja materiaaleille voidaan lisätä haluttua tietoa jota voidaan hyödyntää laskelmissa: esim. CO₂/kg tai CO₂/kpl Edut: välitön palaute, suunnitteluvaihtoehtojen vertailu on helppoa haluttuja parametreja voidaan syöttää rakennusosiin, ei sidottu analyysiohjelmien parametreihin Mahdollista laskea jopa pintamateriaalien ja sisustuksen vaikutusta Haitat: luotettavien tulosten saamiseksi tarvitaan tarkahkot suunnitelmat: luonnosvaiheen malli ei kelpaa koska tutkimustietoa ei ole lähtötietojen hankinta, ympäristöselosteiden saatavuus Rakennusmateriaali Kokonaispinta -ala (m²) Kokonaistilavu us (m³) Tilavuuspaino (kg/m³) Kokonaispain o (kg) Kasvihuonekaasup äästöt (g CO2-ekv/kg) Sitoutunut hiilidioksidi (gco2-ekv/kg ) Kasvihuonekaasu päästöt yhteensä (kg) Alumiiniprofiili 2, m²,2 m³ 27 52,4 Aquapanel 12,5mm 4593,5 m² 59,73 m³ 125 74657,1 Betoni, paikallavalettu 9977,5 m² 219,37 m³ 24 5256879,2 Betonielementti 2511,5 m² 362,67 m³ 24 87416,2 Betonilaatta 13791,5 m² 1185,18 m³ 24 2844423 Concrete - Cast-in-Place Concrete 149, m² 116,75 m³ DEFAULT Pinta 82, m² 328,5 m³ 1 32854,7 Hattuorsi + peltilevy,5mm 4582,5 m² 137,47 m³ 785 179162,3 Hattuorsi + tuuletusväli 25mm 335, m² 8,37 m³ Ilmarako 4193, m² 69,1 m³ Julkisivurappaus Tikkurila Symphony 2282,5 m² 25,21 m³ M49 Julkisivurappaus Tikkurila Symphony 23,5 m² 25,59 m³ S49 Julkisivusäleikkö 167,5 m² 5,2 m³ KAHI-harkko 1136, m² 16,89 m³ 175 18761,6 KAHI-tiilimuuraus 1749,5 m² 227,39 m³ 175 397939,6 Keraaminen laatta 7mm 87, m²,61 m³ 15 915,8 364 191 2 151376 14 121858 17 483552 9 971246 15 15 6 549
Case: Ilmalanrinne Miika Liukka, Parviainen Arkkitehdit 3.9.216
Case: Ilmalanrinne Laatat 31,6% Kuva 14: Rakennusosaryhmien osuudet kasvihuonekaasupäästöistä. Yläpohjat 15,4% Väliseinät 13,1% Ulkoseinät 13,2% Portaat,1% Pilarit 5,8% Palkit 6,4% 54 Ikkunat 3,2% Muut (tasoitteet, bitumimatot, räystäspellit ym),9% Lasielementit 5,4% Profiilit 2,1% Miika Liukka, Parviainen Arkkitehdit 3.9.216
Hiilijalanjälkilaskennan työtapoja Mallinnustarkkuus: mitä tarkempi sen parempi Esim. laatat mallinnetaan arkkitehtimallissa umpinaisina: todellisuudessa ontelolaatta, n. 4% vähemmän betonia Voidaan ottaa huomioon käyttämällä luonnosmateriaaleilla oletusarvoisia tiheyksiä,218 m³ 278 32,383 m³ 1 ø 229 1197 32 1 1197
Hiilijalanjälkilaskennan työtapoja Esim. julkisivurakenteelle voidaan laskea tarkat materiaalimenekit neliömetriä kohti, ja kertoa ne julkisivun kokonaispinta-alalla Ei välttämättä mahdollista luonnosvaiheessa Tuulensuojalevy Rappaus Sisäverhouslevy Lämmöneriste Termoranka Rappauslevy Profiilipelti 18 mm rakennekerros 3,2% Teräs 96,8% Ilmaa 35 35 35 Z-orsi ja ilmarako 25 mm rakennekerros,6% Teräs Kiinnitysjärjestelmä US3 24 99,4% Ilmaa Pelti-villa-peltielementti 24mm rakennekerros,4% PVDF-pinnoitettu teräsohutlevy (,6 mm), polyesteripinnoitettu teräsohutlevy (,5 mm) 99,6% Kivivilla Tuulensuojalevy Sisäverhouslevy Lämmöneriste Termoranka Keraaminen lankku Termoranka + mineraalivilla 25 mm rakennekerros 6,29% Teräs 11,4% Ilmaa 6 88,3% Mineraalivilla Hattuorsi + tuuletusväli 25 mm rakennekerros Kiinnitysjärjestelmä US9 25 1,9% Teräs 7 98,1% Ilmaa
Haasteita Ongelmia: Lähtötietojen saatavuus: ympäristöselosteita löytyy vaihtelevasti Mallinnusdatan tarkkuus: luonnosvaiheessa tietoa tarvittaisiin, mutta malli ei ole vielä riittävän tarkka luotettavien laskelmien saamiseksi Tulokset: vastaako todellisuutta? Vertailukelpoisuus: vähän tutkimusta tehty, ei vertailuaineistoa Hyöty suunnittelussa? Materiaaleissa muut valintakriteerit kuin hiilijalanjälki voidaan nähdä tärkeämpinä? Hiilijalanjälkilaskureiden kehitys näyttää tyssänneen Ympäristöselosteita ei ole julkaistu vuosiin, monet vanhentuneita
Mahdollisuuksia Tietomalli rakennetaan yhä useammin, ja rakennukset mallinnetaan yhä tarkemmin Ovenkahvan tai tekstiilimaton tarkkuudella tehtävä malli ei ole mitenkään harvinainen Energiatehokkuus paranee: rakentamisen päästöt yhä tärkeämmässä roolissa Toiveissa on, että elinkaariarviointi ja materiaalitehokkuus tulee lainsäädäntöön Tilaajien valveutuneisuus: osataanko pyytää hiilijalanjälkiarviota? Energia- ja hiilitehokkuus nähdään myönteisenä PR-seikkana Vrt. energiatodistukset FiGBC: Rakennusten elinkaarimittarit Elinkaaren hiilijalanjälki osana kokonaisvaltaista rakennuksen ympäristötehokkuuden arviointia
Kiitos! Kysyttävää? Miika Liukka, Parviainen Arkkitehdit 3.9.216