Suomen betoniyhdistys julkaisi alkuvuonna 2022 valmisbetonien vähähiilisyysluokituksen. Vähähiilisyysluokat ovat GWP.REF, GWP.85, GWP.70, GWP.55 ja GWP.40. GWP.REF edustaa vuoden 2021 keskimääräistä Suomen päästötasoa valmisbetoneille siten, että puolet betonivalmistajista alittaa ja puolet ylittää kyseisen päästötason. Luokkien yhteydessä olevat luvut 85, 70, 55 ja 40 viittaavat siihen, kuinka monta prosenttia kyseisessä luokassa päästöarvo on referenssitasosta. Toisin sanoen vähähiilisillä valmisbetoneilla voidaan saavuttaa 15, 30, 45 tai 60 prosentin päästövähennykset referenssitasoon. Ensimmäisiä vähähiilisyyden luokituksia on jo myönnetty betoniasemille. Huomioitavaa on, että kaikkia päästötasoja ei tule olemaan saatavilla kaikilla eri laaduilla ja lujuusluokilla. Nyrkkisääntönä on, että pienemmän päästövähennyspotentiaalin luokat ovat yleisemmin saatavilla, kun taas erityisesti infrarakentamisen rakenteissa käytetyt P-luokkien ja korkeampien päästövähennyksien luokat GWP.55 ja GWP.40 saatavuus voi olla heikompaa [1-2].
Betonin osuus uudisrakennusten hiilijalanjäljestä
Karelian Rakentamisen vihreä siirtymä -hankkeessa on marraskuuhun 2022 mennessä laskettu neljän eri uudiskohteen elinkaariarviointi, eli LCA. Kaikkia arvioituja kohteita yhdistävä tekijä on teräsbetonirunko. Yksi kohteista on rakennettu jo vuonna 2008, mutta betonirungon osalta se vastaa edelleen hyvin nykyhetken rakentamista. Elinkaariarviointi on laskettu kaikista kohteista käyttäen One Click LCA -ohjelmaa ja Ympäristöministeriön rakennuksen vähähiilisyyden arviointimenetelmää. Alla kuvaus kohteista ja niiden elinkaariarviointien tulokset.
Case 1: Asuinkerrostalo 1
- Koko ja rakennusvuosi: 2223 m², 2022
- E-luku, energialuokka ja lämmitysmuoto: 88 (2018), B ja kaukolämpö
- Runkojärjestelmä paikallavaletut massiivibetonilaatat 200 / 240mm, ulkoseinät sandwich tai sisäkuorielementtejä. Rapattu tai lasijulkisivu.
- Betonin osuus 4,51 kgCO2e/m² ja 23,2% kaikista päästöistä.
Case 2: Asuinkerrostalo 2
- Koko ja rakennusvuosi: 3591 m², 2023
- E-luku, energialuokka ja lämmitysmuoto: 87 (2018), B ja kaukolämpö
- Runkojärjestelmä paikallavaletut välipohjat, kantavat sisäkuorielementti ulkoseinät. Pääasiassa muuratut ja rapatut julkisivut.
- Betonin osuus 4,51 kgCO2e/m² ja 23,2% kaikista päästöistä.
Case 3: Tavaratalo
- Koko ja rakennusvuosi: 5405 m², 2023
- E-luku, energialuokka ja lämmitysmuoto: 130 (2018), B ja maalämpö
- Runkojärjestelmä pilaripalkkirunko. Pääasiassa teräsbetonipilarit, deltapalkit ja ontelolaatat vaakarakenteina. Ulkoseinät kantavia betoniseiniä betonisella ulkokuorella tai pelti-villa-pelti sandwich elementillä.
- Betonin osuus 4,88 kgCO2e/m² ja 27,7% kaikista päästöistä
Case 4: Päivittäistavarakauppa
- Koko ja rakennusvuosi: 1991 m², 2008
- E-luku, energialuokka ja lämmitysmuoto: 285 (2007), E ja kaukolämpö
- Runkojärjestelmä pilaripalkkirunko. Pääasiassa teräsbetonipilarit, HTT-laatat yläpohjassa. Ulkoseinät puurankarunkoiset kevytrakenteiset.
- Betonin osuus 3,11 kgCO2e/m² ja 11,1% kaikista päästöistä
Yllämainitut betonin päästöarvot sisältävät sekä elementti-, että paikallavalurakenteissa olevan betonin. Betoniraudoitteet on rajattu tämän ulkopuolelle ja ne kuuluvat teräsosioon. Jälkimmäisen asuinkerrostalon (case 2) kohdalla betonin osuus on pienempi. Eroa asuinkerrostalojen päästöissä selittää muun muassa se, että jälkimmäisessä kohtessa kellarikerros kuuluu rakennuspaikkaan, kun ensimmäisessä se on osa rakennuksen arviointia. Kellarikerroksella on vaikutusta päästöihin, koska siinä sijaitsee esimerkiksi väestönsuoja, jossa on runsaasti terästä ja betonia. Ensimmäisessä asuinkerrostalossa on lisäksi betoniset julkisivuelementit, kun jälkimmäisessä julkisivut on muuratut tai levyrakenteiset.
Taulukosta 1 havaitaan, että eri kohteiden välillä hajontaa on enemmän lähinnä vaiheessa B6, eli energiankulutuksessa. Päivittäistavarakaupan pylväs on kyseisessä vaiheessa reilusti muita korkeampi, joka selittyy erityisesti sillä, että kohde on rakennettu jo vuonna 2008, kun energiatehokkuuden määräykset eivät olleet vielä samalla tasolla kuin nyt. Lisäksi päivittäistavarakaupassa on runsaasti kylmälaitteita, jotka nostavat energiankulutusta. Betonin valmistuksen ympäristövaikutukset ajoittuvat vaiheeseen A1-A3, eli rakennustuotteiden valmistukseen.
Betonin valmistuksen päästöt vaihtelevat lasketuissa kohteissa 38 – 52 prosentin välillä materiaalien valmistuksen päästöistä (A1-A3) ja kaikista päästöistä 11,1 – 27,7 prosentin välillä (A-C). Puumateriaalin ympäristövaikutukset ovat negatiiviset osassa kohteissa johtuen laskusäännöistä, joiden mukaisesti vaiheessa A1-A3 (materiaalien valmistus) puun hiilinielu lasketaan negatiivisena ja elinkaaren lopussa vaiheessa C3 (jätteenkäsittely) positiivisena [3].
Päästövähennyspotentiaali asuinkerrostalossa vähähiilisellä betonilla
Tarkasteltaessa päästövähennyspotentiaalia vähähiilisellä betonilla tarkastelu keskittyy ensimmäiseen asuinkerrostaloon. Betonin valmistuksen päästöt olivat kohteessa kaikkien rakennusmateriaalien valmistuksen päästöistä noin 52 prosenttia. Jakauma muodostuu siten, että paikallavaluissa ja esimerkiksi saumavaluissa käytettävien valmisbetonien osuus tästä on 23,1 prosenttia ja elementtirakenteissa käytetyn betonin 28,9 prosenttia. Betonien vähähiilisyysluokitus on tarkoitettu nimenomaan valmisbetoneille, eikä niinkään elementtiteollisuuteen. Päästövähennyspotentiaali laskettiin kahdella tavalla, pelkille valmisbetoneille ja valmisbetoneille sekä elementeille.
| GWP.REF (Perustaso) | GWP.85 | GWP.70 | GPW.55 | |
| Valmisbetonin valmistuksen päästöt rakennuksessa (A1-A3): | 222467 kgCO2e | 189097 kgCO2e -> vähennys 33,4 tonnia CO2e, vastaa 3,4 suomalaisen vuotuisia päästöjä | 155727 kgCO2e -> vähennys 66,7 tonnia CO2e, vastaa 6,7 suomalaisen vuotuisia päästöjä | 1222357 kgCO2 -> vähennys 100,1 tonnia CO2e, vastaa 10,1 suomalaisen vuotuisia päästöjä |
| Rakennuksen kaikkien materiaalien valmistuksen päästöt (A1-A3): | 964660 kgCO2e tai 8,68 kgCO2e/m²/a | 931289 kgCO2e tai 8,38 kgCO2e/m²/a -> vähennys 3,5 % | 897919 kgCO2e tai 8,08 kgCO2e/m²/a -> vähennys 6,9 % | 864549 kgCO2e tai 7,78 kgCO2e/m²/a -> vähennys 10,4 % |
| Rakennuksen koko elinkaaren päästöt (rakentaminen + käyttö + purku): | 2164091 kgCO2e tai 19,47 kgCO2e/m²/a | 2130720 kgCO2e tai 19,17 kgCO2e/m²/a -> vähennys 1,5 % | 2097350 kgCO2e tai 18,87 kgCO2e/m² -> vähennys 3,1 % | 2063980 kgCO2e tai 18,57 kgCO2e/m² -> vähennys 4,6 % |
Taulukosta 3 voidaan havaita, että vaihtamalla valmisbetoni eri tasojen vähähiilisiin betoneihin on hiilijalanjälkeä pienentävä vaikutus materiaalien valmistuksien päästöihin 3,5 % – 10,4 % ja koko elinkaaren kaikkiin päästöihin 1,5 % – 4,6 %. Tällä toimenpiteellä yksinään ei rakennuksesta saa hiilineutraalia, mutta toimenpide voisi auttaa tulevan hiilijalanjäljen raja-arvon alittamisessa. Raja-arvot hiilijalanjäljelle eivät ole vielä tiedossa arviointihetkellä. Arvioitavassa kohteessa on paikallavaletut väli-, ala- ja yläpohjat, mutta pystyrakenteet ovat betonielementtejä. Jos kohteessa olisi myös paikallavaletut seinät, olisi potentiaali isompi.
| GWP.REF (Perustaso) | GWP.85 | GWP.70 | GPW.55 | |
| Valmisbetonin valmistuksen päästöt rakennuksessa (A1-A3): | 501399 kgCO2e | 426189 kgCO2e -> vähennys 75,2 tonnia CO2e, vastaa 7,6 suomalaisen vuotuisia päästöjä | 350979 kgCO2e -> vähennys 150,4 tonnia CO2e, vastaa 15,1 suomalaisen vuotuisia päästöjä | 275769 kgCO2 -> vähennys 225,6 tonnia CO2e, vastaa 22,7 suomalaisen vuotuisia päästöjä |
| Rakennuksen kaikkien materiaalien valmistuksen päästöt (A1-A3): | 964660 kgCO2e tai 8,68 kgCO2e/m²/a | 889450 kgCO2e tai 8,0 kgCO2e/m²/a -> vähennys 7,8 % | 814240 kgCO2e tai 7,33 kgCO2e/m²/a -> vähennys 15,6 % | 739030 kgCO2e tai 6,65 kgCO2e/m²/a -> vähennys 23,4 % |
| Rakennuksen koko elinkaaren päästöt (rakentaminen + käyttö + purku): | 2164091 kgCO2e tai 19,47 kgCO2e/m²/a | 2088881 kgCO2e tai 18,79 kgCO2e/m²/a ->vähennys 3,5 % | 2013671 kgCO2e tai 18,12 kgCO2e/m² ->vähennys 7,0 % | 1938461 kgCO2e tai 17,44 kgCO2e/m² -> vähennys 10,4 % |
Päästövähennys on isompi, kun kaikki betonirakenteet otetaan arviointiin mukaan, kuten yllä olevasta taulukosta 4 voidaan havaita. Vaihtamalla kaikki betonit vähähiilisiin on päästöjä laskeva vaikutus materiaalien valmistuksien päästöihin 7,8 % – 23,4 % ja koko elinkaaren kaikkiin päästöihin 3,5 % – 10,4 % laskeva. Arviointi ei kuitenkaan ole täysin realistinen, sillä todellisuudessa elementtirakenteissa päästövähennyspotentiaali ei ole aivan näin suuri.
Lähteet:
- Betoniyhdistys. (2022). BY-Vähähiilisyysluokitus. https://vahahiilinenbetoni.fi/
- Kiwa. (2022). Sertifikaattihaku. https://www.kiwa.com/fi/fi/palvelutyyppi/sertifiointi-ja-arviointi/sertifikaattihaku/.
- Ympäristöministeriö. (2021). Rakennuksen vähähiilisyyden arviointimenetelmä 2021. https://www.lausuntopalvelu.fi/FI/Proposal/DownloadProposalAttachment?attachmentId=15860.
Kirjoittaja:
Juuso Kokkonen, projektikoordinaattori, Karelia-ammattikorkeakoulu
Tämä artikkeli on osa Rakentamisen vihreä siirtymä RAVI -projektin toimenpiteitä. RAVI-projektin tavoitteena on edistää rakentamisen vähähiilisten ratkaisujen ja prosessien käyttöönottoa, vahvistaa vähähiiliseen rakentamiseen liittyvää materiaali- ja tuoteosaamista sekä nopeuttaa digitalisaation hyödyntämistä rakentamisen prosesseissa. RAVI-projektin päärahoittajana toimii Pohjois-Karjalan maakuntaliitto REACT-EU EAKR-ohjelmasta.
