Haitta-aineita sisältävien kiviaineisten rakennusosien uudelleenkäyttö

Abstract

Suomessa ja EU-alueella on tavoitteena siirtyä nykyisestä lineaarisesta talousmallista kiertotalousmalliin, missä olemassa olevan materiaalin ja energian tulisi pysyä kierrossa mahdollisimman pitkään. Kiertotaloutta pidetään yhtenä tärkeimmistä keinoista ilmaston muutoksen ja luonnonvarojen ylikulutuksen hillitsemisessä. Rakennusosien uudelleenkäyttö on noussut yhdeksi keskeiseksi aiheeksi rakennusalan kiertotaloussiirtymässä. Rakennusosien uudelleenkäyttö mahdollistaa niiden valmistukseen ja jalostukseen käytetyn energian säästämisen sekä luonnonvarojen tehokkaamman käytön hyödyntämällä rakennusosien koko teknisen käyttöiän tehokkaammin. Käytössä olleet rakennusosat sisältävät usein erilaisia ihmisille haitallisia aineita. Haitta-aineita sisältävien rakennusosien uudelleenkäytöstä ei ole kuitenkaan saatavilla juurikaan aiempaa tutkimustietoa. Erityisesti käytännön kokemukset haitta-aineita sisältävien rakennusosien uudelleenkäytöstä puuttuivat käytännössä kokonaan.

Tässä diplomityössä tarkasteltiin haitta-aineita sisältävien kiviaineisten rakennusosien uudelleenkäytön teoreettista viitekehystä sekä sen käytännön soveltuvuutta case-tutkimuksen avulla. Tutkimuksen tavoitteena oli tarkastella haitta-aineita sisältävien rakennusosien uudelleenkäytön edellytyksiä ja vaatimuksia ja lisätä ymmärrystä siitä, miten haitta-aineet vaikuttavat rakennusosien uudelleenkäytön mahdollisuuksiin. Tutkimus perustui laajaan kirjallisuuskatsaukseen, joka käsitteli rakennusosien uudelleenkäytön nykytilaa, uudelleenkäyttöprosessia sekä rakennusosan haitta-aineita ja niiden tutkimuksia. Tutkimuksen keskiössä oli rakennusosan uudelleenkäyttöpotentiaali sekä erilaisten haitta-aineiden vaikutusten ja rajoitteiden tarkastelu potentiaaliin eri viitekehyksissä. Haitta-aineiden vaikutuksia ja niiden asettamia rajoitteita uudelleenkäytölle tarkasteltiin systemaattisesti eri uudelleenkäyttöpotentiaaliin vaikuttavissa viitekehyksissä. Tutkimuksessa tarkasteltiin uudelleenkäyttöpotentiaalia poliittisessa ja lainsäädännöllisessä, teknisessä, taloudellisessa, sosiaalisessa sekä ympäristön viitekehyksessä. Työn yhteydessä kehitettiin yksinkertainen uudelleenkäyttöpotentiaalin arviointimenetelmä, joka mahdollisti haitta-aineiden vaikutusten systemaattisen arvioinnin uudelleenkäyttöpotentiaaliin viitekehyskohtaisesti.

Tutkimuksen havaintoja haitta-aineiden vaikutuksista ja uudelleenkäyttöpotentiaalin arviointimenetelmää sovellettiin käytännössä case-tutkimuksessa. Case-kohteena toimi purettava entinen konepajarakennus, jonka rakenteet olivat laajasti öljyhiilivedyillä saastuneita. Purkuhanke ja purettavan rakennuksen paikalle toteutettava uudisrakennus toteutettiin kiertotalouden pilottihankkeena, mikä tarjosi erinomaiset puitteet haitta-aineita sisältävien kiviaineisten rakennusosien uudelleenkäytön tutkimiseen.

Tutkimuksen teoreettisen osan havainnot ja case-kohteen kokemukset osoittivat, että haitta-aineet eivät muodosta ehdotonta estettä rakennusosien uudelleenkäytölle, mutta ne asettavat merkittäviä rajoitteita erityisesti sisäilmakontaktissa olevien osien osalta. Uudelleenkäyttö on mahdollista, kun käyttökohde valitaan huolellisesti ja riskit tunnistetaan ja hallitaan. Case-kohteen graniittikiviä ja puhtaita punatiiliä voitiin käyttää uudelleen ulkotiloissa, mutta puhtaita betonirakenteita ei kyetty uudelleenkäyttämään ehjinä, vaan ne jouduttiin hyödyntämään murskeena.

Tutkimuksen aikana törmättiin laajasti puutteisiin tutkimustiedossa sekä käytännön toimintamalleissa. Rakennusosien uudelleenkäyttö on kokonaisuutena vielä kehitysasteella, ja tutkimustiedossa, lainsäädännössä ja ohjeistuksissa on runsaasti täydennettävää. Erityisesti haitta-aineiden vaikutusten ja riskienhallinnan sekä uudelleenkäytettävien osien tuotekelpoisuuden osoittamisen todettiin kaipaavan vielä runsaasti täydentävää tutkimustietoa sekä tarkennuksia toimintamalleihin, jotta rakennusosien uudelleenkäyttö ja kiertotaloussiirtymä tehostuisivat.

In Finland and across the EU, the goal is to transition from the current linear economic model to a circular economy model, where existing materials and energy should remain in circulation for as long as possible. Circular economy is considered one of the most important means of mitigating climate change and curbing the overconsumption of natural resources. The reuse of building components has emerged as a key topic in the construction sector’s circular economy transition. Reusing building components enables the conservation of energy invested in their production and processing, as well as more efficient use of natural resources by maximizing the technical service life of components. However, building components in use often contain various substances that are harmful to human health. There has been very little prior research on the reuse of building components containing hazardous substances, and practical experience in this area is virtually non-existent.

This thesis examined the theoretical framework for reusing mineral-based building components containing hazardous substances and assessed its practical applicability through a case study. The aim was to explore the prerequisites and requirements for reuse and to enhance understanding of how hazardous substances affect the feasibility of reuse. The study was based on an extensive literature review addressing the current state of reuse, the reuse process, and hazardous substances in building components and their investigation. The core focus was on reuse potential and the impact of hazardous substances on that potential within different frameworks. These impacts and constraints were systematically analyzed within different frameworks influencing reuse potential: political and regulatory, technical, economic, social, and environmental. A simplified method for determining reuse potential was developed, enabling systematic assessment of hazardous substances’ effects within each framework.

The findings and the proposed method were applied in practice through a case study of a dismantled former machine shop building, whose structures were extensively contaminated with petroleum hydrocarbons. The demolition and subsequent new construction were implemented as a circular economy pilot project, providing an excellent setting for studying the reuse of mineral-based components containing hazardous substances.

The theoretical insights and case study results demonstrated that hazardous substances do not constitute an absolute barrier to reuse, but they impose significant restrictions, particularly for components in contact with indoor air. Reuse is feasible when applications are carefully selected and risks are identified and managed. Granite stones and clean bricks from the case building were successfully reused outdoors, while uncontaminated concrete structures could not be reused intact and were instead crushed for aggregate.

The study revealed substantial gaps in research and practical frameworks. Overall, the reuse of building components remains in a developmental phase, with legislation, guidelines, and knowledge requiring significant refinement. In particular, the assessment of hazardous substances, risk management, and verification of product compliance were identified as areas needing further research and clearer operational models to accelerate reuse and the circular economy transition.