Tutkimus sivuvirtatuotteen käytön vaikutuksesta hiilijalanjälkeen
Tutkimus sivuvirtatuotteen käytön vaikutuksesta hiilijalanjälkeen
KIMORA – Kiertotalouden monet mahdollisuudet rakentamisessa -hanke
Tutkimusraportti 2025
Virpi Palomäki, FT
Tampereen yliopisto
Arkkitehtuuri
Sisältö
- Taustaa uuden rakentamislain vaikutuksesta hiilijalanjälkiarviointiin
- Case esimerkki – sivuvirtatuotteiden käytön vaikutus hiilijalanjälkeen
- Laskennan perusteita
- Tulokset
- Sivuvirtamateriaalien käytön vaikutus rakennusmateriaalien hiilijalan- ja kädenjälkeen
- Eri materiaalien osuudet esimerkkimökin hiilijalanjäljestä
- Sivuvirtamateriaalin käytön vaikutus hiilijalanjälkeen elinkaarilaskennassa
- Johtopäätökset
Lähteet
Liitteet
KIMORA – Kiertotalouden monet mahdollisuudet rakentamisessa -hanke on Etelä-Pohjanmaan liiton Euroopan aluekehitysrahastosta rahoittama hanke. Osarahoittajia ovat Seinäjoen yliopistokeskus, Seinäjoen kaupunki, Tampereen korkeakoulusäätiö ja Seinäjoen ammattikorkeakoulu.
Hankkeen toteuttajia ovat Tampereen korkeakoulusäätiö ja Seinäjoen ammattikorkeakoulu
1. Taustaa uuden rakentamislain vaikutuksesta hiilijalanjälkiarviointiin
Suomi tavoittelee hiilineutraaliutta vuoteen 2035 mennessä ja hiilinegatiivisuutta 2040-luvulla. Tavoitteen saavuttaminen edellyttää merkittäviä päästövähennyksiä sekä vähähiilisiä ratkaisuja rakennusten ja rakentamisen osalta, sillä niiden osuus kokonaispäästöistä on huomattava. Vuonna 2023 hyväksytyn rakentamislain yksi iso keskeinen muutos maankäyttö- ja rakentamislakiin (132/1999) verrattuna on ilmastonmuutoksen hillinnän tuominen osaksi rakentamisen säädösohjausta. Tarkoitus on ohjata rakentamaan vähähiilisesti, eli huomioimaan rakennuksen koko elinkaaren aikana syntyvät ilmastohaitat ja -hyödyt.
Rakennuksen vähähiilisyyden arviointimenetelmästä säädetään tarkemmin ympäristöministeriön asetuksella. Asetuksen valmistelussa on huomioitu sekä hallitusohjelman mukaiset muutokset rakentamislakiin että saatu lausuntopalaute. Asetuksen on tarkoitus tulla voimaan 1. tammikuuta 2026. Asetuksessa säädetään mm. ilmastoselvityksen ja rakennustuoteluettelon laatimisvelvoitteesta sekä hiilijalanjäljen raja-arvovaatimuksista.
Asetus on muuttunut alkuperäisestä esityksestä lausuntopalautteen jälkeen. Keskeisimmät muutosehdotukset hallinnollisen taakan ja byrokratian vähentämiseksi liittyvät ilmastoselvityksen ja materiaaliselosteen laatimisvelvoitteen soveltamisalan supistamiseen: ilmastoselvitystä ja materiaaliselostetta ei tarvitsisi esittää pientalojen osalta, eikä myöskään laajamittaisesti korjattavan rakennuksen osalta, eikä velvoite koskisi myöskään muita muutostöitä ja laajennuksia eli ilmastoselvitys on laadittava vain uusille rakennuksille. Lisäksi esityksessä ehdotetaan muutettavaksi rakentamislakia niin, että rakennuksen ja rakennuspaikan ilmastoselvitys tulisi laatia ja esittää vasta rakennuksen loppukatselmusta varten. Esityksen mukaisesti rakentamislupaa haettaessa ei tulisi siten esittää ilmastoselvitystä, vaan hiilijalanjäljen raja-arvon alittuminen osoitettaisiin vasta hankkeen valmistuttua. Rakennuksen materiaaliseloste on korvattu rakennustuoteluettelolla. Tämä tarkoittaa, että rakennusmateriaalien sijaan seurataan rakennustuotteiden määrää, mikä helpottaa tuotteiden uudelleenkäyttöä. Rakennustuoteluettelo olisi edelleen esitettävä rakentamislupaa haettaessa, ja se päivitetään keskeisten muutosten osalta loppukatselmuksen yhteydessä.
Ympäristöministeriö valmistelee parhaillaan ohjeistusta ilmastoselvityksen laatimiseen ja vähähiilisyyden arviointiin. Se on käynnistänyt hiilijalanjäljen raja-arvo-asetuksen esiselvitystyöt, ja aloittanut itse asetuksen valmistelun alkusyksystä 2024. Asetus on tarkoitus lähettää lausuntokierrokselle vuoden 2025 alkupuolella.
2. Case esimerkki – sivuvirtatuotteiden käytön vaikutus hiilijalanjälkeen
KIMORA-hankkeessa tehdyssä tutkimuksessa selvitettiin, millainen vaikutus uuden CLT-levyn korvaamisella sivuvirta CLT-levyllä on rakennusmateriaalien hiilijalanjälkeen. Esimerkkihohteena käytettiin 40 kem2 mökkiä, jonka rakenteissa uusi CLT-levy korvattiin osittain tai kokonaan sivuvirtatuotteella eli tuotannosta jäävillä oviaukoilla, jotka leikataan kokonaisesta levystä pois.
Ympäristöministeriön valmistelussa olevassa asetuksessa ohjeistetaan ja tarkennetaan hiilijalan- ja -kädenjälkilaskentaa mm. siten, että hiilikädenjälki on jaettu useampaan eri moduuliin, jotka suositellaan raportoitavaksi erikseen. Tässä tutkimuksessa uuden ja sivuvirtatuotteen hiilijalanjälki ja -kädenjälki on erotettu toisistaan materiaalien vertailun osalta.
Kuva 1. Havainnekuva esimerkkimökistä. Kuva Anssi Kärki
Kuva 2. Pohjapiirustus esimerkkimökistä. Kuva Anssi Kärki.
Kuva 3. Yläpohjan rakenne Kuva Anssi Kärki.
Kuvat 4. Alapohjan rakenne. Kuva Anssi Kärki.
3. Laskennan perusteita
Laskennassa huomioitiin kaikki ympäristöministeriön ohjeessa mainitut materiaalit. Kierrätys- ja sivuvirtatuotteet voidaan huomioida hiilijalanjäljen laskennassa, mikäli niiden käyttö on huomioitu jo suunnitteluvaiheessa. Sivuvirtamateriaalin käyttö pienentää hiilijalanjälkeä, mutta ei vaikuta hiilikädenjälkeen. Tämä perustuu siihen, että puumateriaali muodostaa hiilivaraston samalla tavalla kuin uusikin materiaali. Kierrätys- ja sivuvirtatuotteiden käyttö ei YM:n ohjeen mukaan myöskään kasvata hiilijalanjälkeä elinkaarilaskennassa.
Elinkaarilaskennan (LCA) osalta talotekniikka, työmaatoiminnot ja elinkaaren loppu perustuvat laskentaohjelman taulukkoarvoihin suhteutettuna rakennuksen neliömäärään. Energian kulutusta, joka on osa elinkaariarviointia, ei huomioitu laskennassa. Siihen on kaksikin syytä. Tutkimuksessa haluttiin verrata materiaalien vaikutusta, jota energian kulutus ei muuta, ja toisaalta kyseessä on loma-asuntotyyppinen rakennus, jota lämmitetään vain satunnaisesti. Mökin piirustukset ja materiaalilaskenta perustuu Kiertopuu-hankkeen tutkija Anssi Kärjen suunnitelmiin ja materiaalitietoihin.
4 Tulokset
4.1 Sivuvirtamateriaalien käytön vaikutus rakennusmateriaalien hiilijalan- ja kädenjälkeen
Tutkimuksessa verrattiin uudesta CLT-levystä suunniteltua mökkiä sivuvirtamateriaalista suunniteltuun mökkiin, jossa seinät ovat sivuvirtatuotetta sekä mökkiin, jossa on käytetty sivuvirtatuotetta sekä seinissä että ylä- ja alapohjassa.
Rakennusmateriaalien hiilijalanjälkilaskenta osoittaa, että sivuvirta CLT-levyn käyttö pienentää merkittävästi hiilijalanjälkeä. Kun verrataan uudesta CLT-levystä rakennetun mökin hiilijalanjälkeä mökkiin, jossa on käytetty sivuvirtatuotteesta tehtyjä seiniä, pienenee hiilijalanjälki 8 %. Kun kaikki käytetty CLT-levy on sivuvirtatuotetta, pienenee hiilijalanjälki 23 %.
Kuva 5. Sivuvirtamateriaalien käytön vaikutus rakennusmateriaalien hiilijalan- ja kädenjälkeen. Kuva Virpi Palomäki.
4.2 Eri materiaalien osuudet esimerkkimökin hiilijalanjäljestä
Eroteltaessa CLT-materiaalin osuus mökin koko hiilijalanjäljestä todetaan, että massiivipuun osuus koko rakennuksen hiilijalanjäljestä on pienehkö. Kuvan sininen väri kuvaa uuden CLT-levyn hiilijalanjälkeä. Kokonaishiilijalanjälki pienenee sivuvirtamateriaalia käytettäessä, mutta hiilikädenjälki ei pienene, sillä sivuvirtatuote toimii hiilivarastona. Kuvassa on uuden ohjeen mukaisesti eroteltu uuden ja sivuvirtamateriaalin muodostama hiilikädenjälki vihreällä ja sinisellä värillä.
Kuva 6. Eri materiaalien osuudet esimerkkimökin hiilijalanjäljestä. Kuva Virpi Palomäki.
Tarkasteltaessa materiaalien suhteellisia osuuksia uutta levyä käytettäessä CLT-levyn osuus hiilijalanjäljestä on 21 %, perustusten 36 %, teräskatteen 9 % ja ikkunoiden 19 %. Esimerkkimökissä, joka on lomakäyttöön suunniteltu, ikkunoiden pinta-ala on suuri suhteessa koko seinäpinta-alaan. Suhteet muuttuvat riippuen rakennuksesta, mutta todennäköisesti perustusten vaikutus pysyy suurena.
4.3 Sivuvirtamateriaalin käytön vaikutus hiilijalanjälkeen elinkaarilaskennassa
Mökistä tehtiin myös vertailu käyttäen elinkaarilaskentaa, jossa huomioidaan 50 v. ajanjakso. Tällöin sivuvirtamateriaalin prosentuaalinen vaikutus hiilijalanjälkeen oli pienempi, koska pidempi jakso tasoittaa vaikutusta. Käytettäessä sivuvirtatuotetta seiniin hiilijalanjälki pieneni n. 7 % ja koko mökissä n. 14 %.
Kuva 7. Sivuvirtamateriaalin käytön vaikutus hiilijalanjälkeen elinkaarilaskennassa. Kuva Virpi Palomäki.
Johtopäätöksiä
Laskelmat osoittavat, että puumateriaalin käytöllä on todella suuri vaikutus erityisesti hiilikädenjäljen muodostumiseen. Puu muodostaa hiilivaraston, joka vaikuttaa ilmakehän hiilen sidontaan. Koska koko Eurooppa tavoittelee hiilineutraalisuutta ja jopa hiilinegatiivisuutta, puun käyttö rakentamisessa on hyvin perusteltua.
Puulla on myös pienempi hiilijalanjälki verrattuna esim. betoniin. Laskelmat osoittavat, että perustukset, jotka esimerkkimökissä ovat betonista, muodostavat suurimman osan hiilijalanjäljestä. Tässä tapauksessa myös ikkunoilla on yllättävän suuri merkitys. Ikkunoiden määrä ja koko vaihtelee paljon eri rakennusten välillä, ja tässä se on korostunut. Tähän voidaan vaikuttaa esim. kierrätysikkunoiden käytöllä, jota onkin jo kokeiltu ainakin ulkomaisissa rakennuskohteissa esim. Kööpenhaminassa.
Lähteet:
https://ym.fi/rakentamislaki, luettu 12.12.2024
https://ym.fi/maankaytto-ja-rakennuslaki, luettu 12.12.2024
https://uusiouutiset.fi/miksi-tanskalaiset-pystyvat-uudelleenkayttamaan-ikkunoita-ja-tiilia-mutta-suomalaiset-eivat-kiertotalouskonstit-kayttoon-kaikkialla-pohjoismaissa/, luettu 12.12.2024
Kirjoittaja:
Virpi Palomäki, FT
Projektipäällikkö, Tampereen yliopisto, arkkitehtuurin yksikkö
