DfD-runkoisen asuinkerrostalon hiilijalanjäljen laskeminen ja vertaaminen vastaaviin puu- ja betonirakennuksiin

Abstract

Hiilijalanjäljestä on tulossa rakentamisen ohjauskeino kaikissa EU-jäsenmaissa viimeistään vuonna 2030. Rakennuksen kokonaislämmitysvaikutuspotentiaalin raja-arvoilla pyritään vähentämään kiinteistöistä ja rakentamisesta johtuvaa ilmaston lämmitysvaikutusta. Purettavaksi suunnittelu eli DfD-menetelmä on yksi mahdollisuus rakennussektorin kasvihuonekaasupäästöjen ja materiaalinkulutuksen hillitsemiseksi.

Tämä diplomityö on tutkimusraportti DfD-runkoisen kerrostalon elinkaaren hiilijalanjäljen eli lämmityspotentiaalin laskennasta. Tulosten analysointia varten laskettiin elinkaaren hiilijalanjälki myös samankaltaisille kerrostaloille, joista toinen on perinteinen betonielementtirakennus ja toinen puurakenteinen. Jotta DfD-menetelmän mahdollistamia hyötyjä voitiin mallintaa, tarkasteltiin kaikista runkovaihtoehdoista peräkkäisten rakennuksen skenaarioita.

Perustapauksena oli skenaariot, joissa oli kaksi peräkkäistä 50 vuoden käyttöiän saavuttavaa rakennusta aikavälillä 2025–2125. DfD-runkoisten rakennusten skenaariossa oletettiin, että ensimmäisen rakennuksen DfD-osia eli laattoja, kantavia väliseiniä, pilareita, palkkeja ja elementtiportaita käytetään seuraavassa rakennuksessa. Betonikerrostalojen ja puukerrostalojen skenaarioissa rakennukset oletettiin rakennettaviksi aina uusista materiaaleista ja purettavan nykyään tavanomaisin menetelmin. Lisäksi tarkasteltiin skenaariota, jossa myös DfD-runkoiset rakennukset rakennettaisiin niin ikään uusista materiaaleista ja purettaisiin ilman uudelleenkäytön mahdollisuutta.

Määrätiedot laskettiin rakennusten suunnitelmista ja GWP-tietojen lähteinä käytettiin ensisijaisesti voimassa olevia ympäristöselosteita, joiden tiedot olivat lähellä kansallisen päästötietokannan arvoja. Täydentävinä tietoina käytettiin kansallisen päästötietokannan GWP-tietoja sekä rakennusvaiheen materiaalihukkaa. Vaihtojen tarve arvioitiin Rakennustiedon määrittämiin järjestelmien oletuskäyttöikiin perustuen. Päästötiedot taloteknisille järjestelmille sekä työmaatoiminnoille ja purkuvaiheelle laskettiin rakennusten pinta-alojen perusteella ympäristöministeriön Rakennuksen vähähiilisyyden arviointimenetelmän taulukkoarvoilla. Myös käytönaikaisen energian päästökertoimet saatiin samasta lähteestä. Laskennan perustana käytettiin standardin EN 15978 elinkaariarviointimenetelmää.

Tuloksena todettiin, että DfD-menetelmää ja hybridirakentamista hyödyntäen asuntotuotannon hiilijalanjälki pienenee tavanomaiseen betoni- ja puurakentamiseen verrattuna. Kahden peräkkäisen DfD-kerrostalon skenaarion hiilijalanjäljeksi saatiin 1408 kg CO2e /asm2, kun rakennusten välissä DfD-osien hukka oli 2 %. Kahden betonikerrostalon skenaarion todettiin aiheuttavan 30,4 % suuremman ja kahden puukerrostalon skenaarion 5,2 % suuremman hiilijalanjäljen. DfD-runkoisen rakennuksen uusien DfD-osien hiilijalanjälki elinkaaren aikana on 217 kg CO2e /asm2, mutta uudelleenkäytön ansioista se jää jälkimmäisessä rakennuksessa 81 % pienemmäksi.

Useat DfD-rakentamista ja elinkaaren ympäristövaikutuksia tutkineet lähteet toteavat elinkaarilaskennan nykyiset laskenta- ja allokointimenetelmät ongelmallisiksi. DfD-menetelmää voisi tukea komponenttikohtainen laskenta, kokonaislämmityspotentiaalin jako tuotteen käyttöiälle ja uudelleenkäyttöön liittyvien vaikutusten kohdennus osallisten rakennusten kesken sekä prosentuaalinen vähennys tuotevaiheen hiilijalanjälkeen kiertotalouteen suunnittelujen osien kohdalla.