Korjausrakentamisen monitavoiteoptimointi elinkaarisuunnittelun avulla

Korjausrakentamisella on paljon kysyntää ja kysynnän odotetaan ainoastaan kasvavan. On arvioitu, että jopa 50 % eurooppalaisesta rakennusbudjetista kohdistuu korjausrakentamisen kohteisiin lähitulevaisuudessa. Nykyisin korjausrakentamisen toimenpiteet valitaan edelleen teknisten vaatimusten ja investointihinnan perusteella ilman elinkaarinäkökulman ja ympäristövaikutusten huomioimista. [1] Kasvava huoli ilmastonmuutoksesta ja hupenevista luonnonvaroista on kuitenkin nostanut elinkaarisuunnittelun ja muun muassa kiertotalouden merkityksen pinnalle tavoiteltaessa kestävämpää ja ympäristötietoisempaa rakennusteollisuutta ja talouskasvua ilman alati kasvavaa painetta ympäristölle [2,3].

Elinkaarisuunnittelulla korjausrakentamista voidaan optimoida paitsi kustannusten myös ympäristö- ja ilmastovaikutusten suhteen. Korjausrakentamisen monitavoiteoptimointi vaatiikin elinkaarisuunnittelun työkalujen hallintaa ja niiden hyödyntämistä osana päätöksentekoa. Kunnonpito- ja korjausstrategian valinnassa voidaan huomioida sekä ympäristölliset että taloudelliset näkökulmat yhdessä käyttäen elinkaarianalyysiä (LCA) ja elinkaarikustannusanalyysiä (LCCA). [1]

Elinkaaresta puhuttaessa tulee erottaa tekninen, taloudellinen ja toiminnallinen elinkaari. Tekninen elinkaari päättyy, kun rakennus tai rakenne ei ole enää fyysisiltä ominaisuuksiltaan toimiva käyttötarkoituksessaan. Taloudellinen elinkaari päättyy, kun rakennuksen tai rakenteen ylläpidon kustannukset ylittävät siitä saatavat hyödyt. Toiminnallisen elinkaaren päättymiseen vaikuttavat muun muassa muuttunut käyttötarkoitus, minkä takia rakennus tai rakenne ei enää palvele käyttäjien tarpeita. Myös lainsäädäntö voi asettaa rajoituksia rakennusten ja rakenteiden toiminnalliselle käyttöiälle. On tärkeää tunnistaa, mikä edellä mainituista elinkaarista on niin sanotusti heikoin lenkki, joka rajoittaa rakennuksen tai rakenteen käyttöä kaikkein eniten kussakin kohteessa. [3]

Elinkaarisuunnittelun työkalut korjausrakentamiseen avuksi

Valittua korjausstrategiaa toteuttava korjausrakentaminen voi sisältää useita erityyppisiä toimenpiteitä. Jälkiasennuksella tarkoitetaan jonkin ratkaisun lisäämistä rakennukseen jälkikäteen sen suorituskyvyn parantamiseksi jollakin osa-alueella. Hyvänä esimerkkinä tästä ovat rakennusten energiatehokkuutta parantavat talotekniikan ratkaisut. Remontointi tai entisöinti tarkoittaa rakennuksen muokkausta joiltain osin tarkoituksena sen saattaminen käyttötarkoitustaan ajatellen parempaan kuntoon. Rakennusten uudelleenkäytöllä viitataan rakennuksen käyttötarkoituksen muuttamiseen esimerkiksi teollisuusrakennuksesta toimistokäyttöön. [4] Korjausstrategian ja -toimenpiteiden ympäristöllistä ja taloudellista kestävyyttä voidaan arvioida elinkaarisuunnittelun työkaluilla. Ympäristöllistä kestävyyttä arvioidaan elinkaarianalyysin eli LCA (Life Cycle Analysis) avulla, kun taas taloudellista kestävyyttä hahmottamaan auttaa elinkaarikustannusanalyysi eli LCCA (Life Cycle Cost Analysis). Rakennushankkeen elinkaaren vaiheet on esitetty kuvassa 1.

A1-3 TUOTEVAIHE: A1 Raaka-aineen hankinta, Kuljetus valmistukseen Tuotteen valmistus.
A4-5 RAKENTAMINEN: A4Kuljetus työmaalle, A5 Työmaa- toiminnot.
B KÄYTTÖVAIHE: B1 Tuotteen käyttö rakennuksessa, B2 Kunnossapito, B3 Korjaus, B4 Osien vaihto, B5Laajamittaiset korjaukset, B6Energian käyttö, B7  Veden käyttö.
C PURKUVAIHE:  C1 Purkaminen, C2 Kuljetukset, C3 Purkujätteen käsittely, C4 Purkujätteen
loppusijoitus
D-LISÄTIEDOT
Rakennuksen elinkaaren ulkopuolelle jäävät hyödyt tai haitat
Kuva 1. Rakennushankkeen elinkaaren vaiheet [5].

LCA – elinkaarianalyysi

LCA on hyvin tunnettu ja yleisesti käytetty työkalu, jolla voidaan kattavasti ja systemaattisesti arvioida ja optimoida rakennuksen ja rakennusmateriaalien elinkaaren aikaisia ympäristövaikutuksia aina raaka-aineiden hankinnasta valmistamiseen, kuljetukseen, rakentamiseen, käyttöön, purkamiseen ja hävitykseen asti. [2,6]. LCA luo ymmärrystä päätöksenteon tueksi, auttaa tunnistamaan keskeisimpiä keinoja ympäristö- ja ilmastovaikutusten vähentämiseksi ja on myös tehokas keino viestiä sidosryhmille ympäristöasioiden merkityksellisyydestä [2].

Elinkaarianalyysin vaiheet ovat ISO 14040 -sarjan mukaisesti:

  1. Tavoitteen ja laajuuden määrittely
  2. Inventaarioanalyysi eli LCI (Life Cycle Inventory)
  3. Vaikutusarviointi eli LCIA (Life Cycle Impact Assessment)
  4. Tulosten tulkinta
  5. Raportointi

Tavoitteen ja laajuuden määrittelyssä rajataan tarkkaan mitä tuotetta, palvelua, prosessia tai vaikkapa kokonaista yritystä ollaan analysoimassa ja mitä tarkoitusta varten. Inventaarioanalyysi tarkoittaa tarvittavan lähtötiedon keräämistä elinkaarianalyysiä varten, esimerkiksi dataa energia- ja materiaalivirroista, päästöistä, jätteistä jne. käsittäen kaikki tarkasteluun sisällytetyt elinkaaren vaiheet. Vaikutusarviointi tarkoittaa potentiaalisten ympäristövaikutusten tunnistamista ja niiden kvantifiointia vertailukelpoiseen muotoon. Tulosten tulkinnassa elinkaarivaikutuksia vertaillaan vaihtoehtoisten ratkaisujen kesken ja tämä tieto tuodaan helposti ymmärrettävässä muodossa päätöksenteon tueksi. Lopuksi elinkaarianalyysin tulokset raportoidaan ISO 14040 -sarjan ja/tai tilaajan toiveiden mukaisesti. [2]

LCA ottaa yleisesti huomioon 8 indikaattoria ympäristövaikutusten arvioinnissa: 1) energiankulutus, 2) kasvihuonekaasupäästöt, 3) vedenkulutus, 4) materiaalien kulutus, 5) syntyvät jätteet, 6) ekotoksisuus (ympäristölle ja eliöille haitalliset kemikaalit tms.), 7) vaikutukset ihmisten terveyteen ja 8) uusiutumattomien luonnonvarojen käyttö. Elinkaarianalyysin tyypillisimmät haasteet liittyvät datan laatuun ja saatavuuteen, mallinnuksen ja tulkintojen luotettavuuteen, subjektiivisesti tehtyyn määritykseen ja laajuuteen ja tarkasteltavan kohteen kompleksisuuteen. [2]. Vaikka usein elinkaarianalyyseissä korostuvat käytönaikaiset päästöt, ei rakentamisen ja varsinkaan rakennusmateriaalien valmistuksesta aiheutuvia päästöjä voida sivuttaa. On myös kritisoitu yleistä tapaa rajata elinkaarianalyysit koskemaan tiukasti itse rakennusta unohtaen sitä ympäröivän infrastruktuurin, viheralueet ja muut elementit, jotka huomioimalla mahdollistettaisiin paremman kokonaiskuvan luominen rakennuksen laajemmista ympäristövaikutuksista. [6] Elinkaarianalyysiä on yleisesti käytetty havainnollistamaan materiaalien kierrätyksen hyötyjä suhteessa hävittämiseen, mutta jätteen synnyn ennaltaehkäisemisen positiivisia vaikutuksia tarkastellaan huomattavasti harvemmin, vaikka se on jätehierarkian mukaisesti kaikkein tehokkain toimenpide. Tutkimuksien mukaan ennaltaehkäisy voi vähentää jätteen määrää jopa 57 % perinteisiin jätteen kierrätys- ja hävitysskenaarioihin verrattuna. [7]

Elinkaarianalyysin yhteydessä tulisi ottaa huomioon myös kiertotalous, joka pohjautuu vahvasti systeemi- ja elinkaariajatteluun [3,4,8,9]. Rakennusten uudelleenkäyttö ja kierrätys vaikuttaa merkittävästi niiden arvoketjuun tuoden mukanaan uusia sidosryhmiä huomioitavaksi rakennuksia suunniteltaessa [8]. Rakennuksia ja rakenteiden hyödyntämismahdollisuuksia tulisi uudelleen käyttää useamman kuin yhden rakenteellisen elinkaaren ajan kiertotalouden periaatteiden mukaisesti [3,9]. Olemassa olevien rakenteiden uudelleenkäyttö samassa tai uudessa käyttötarkoituksessa voi vähentää merkittävästi materiaalien käyttöä ja elinkaaren aikaisia ympäristövaikutuksia verrattuna uudisrakentamiseen [4]. Uudelleenkäytön ja kierrätyksen suhteen elinkaarianalyysit kärsivät siitä, että ei ole olemassa standardisoitua tapaa tai ohjeistusta siihen, miten näiden ratkaisujen vaikutukset tulisi allokoida. Tämä vaikeuttaa elinkaarianalyysin käyttöä kiertotalousratkaisujen ympäristöhyötyjen kvantifiointiin. [3,4,9]

LCCA – elinkaarikustannusanalyysi

LCCA on työkalu rakennuksen omistajuuden kustannusten arviointiin. Rakennuksista aiheutuu omistajilleen lukuisia kustannuseriä liittyen hankintaan, käyttöön, kunnossapitoon sekä lopulta rakennuksen purkamiseen. Huomioitavia kustannuseriä ovat esimerkiksi alkuinvestointi, joka koostuu ostohinnasta (esim. tontti), hankinnoista ja rakennuskustannuksista, käytön, kunnossapidon ja korjaamisen kustannukset, jotka koostuvat esimerkiksi energiasta, vedestä ja jätehuollosta sekä muut kustannukset, kuten esimerkiksi lainanhoitokulut. Lisäksi elinkaarikustannuksia laskettaessa tulee huomioida myös mahdolliset positiiviset rahavirrat, esimerkiksi rakennuksen jäännösarvo tarkastelujakson päättyessä, joka voi olla esimerkiksi arvio sen jälleenmyyntihinnasta. Elinkaarikustannusanalyysi on erityisen hyödyllinen silloin, kun vertailtavat vaihtoehdot täyttävät kaikki niiden suorituskyvylle asetetut tavoitteet, mutta vaihtelevat alkuinvestoinnin ja käyttökustannustensa suhteen. Tällöin analyysi auttaa löytämään kokonaistaloudellisimman vaihtoehdon, joka kuitenkin täyttää laadulle ja käytölle asetetut vaatimukset. [10] Mikäli päätöksenteossa halutaan ottaa huomioon myös investointivaihtoehtojen ympäristövaikutukset, tulee edellä kuvattua elinkaarianalyysiä käyttää rinnan elinkaarikustannusanalyysin kanssa.

Elinkaarikustannuksia laskettaessa tulee sisällyttää tarkasteluun kustannuseristä ne, jotka ovat investointipäätöksen kannalta relevantteja. Relevantteja kustannuseriä ovat ne, jotka poikkeavat vertailtavien investointivaihtoehtojen välillä ja ovat riittävän suuria aidosti vaikuttamaan investointivaihtoehdon elinkaarikustannuksiin. Jotta tulevia kustannuksia voidaan verrata alkuinvestoinnin kanssa, tulee ne ensin diskontata nykyarvoon. Ensin kaikki kustannukset arvioidaan nykyhinnassa niiden syntyvuosille, jonka jälkeen ne diskontataan nykyhetkeen, joka yleensä tarkoittaa tarkastelupäivää tai potentiaalisen investointipäätöksen tekopäivää. Elinkaarikustannusanalyysin tarkastelujakso alkaa päivämäärästä, johon kaikki kustannukset diskontataan nykyarvoon ja päättyy käyttöjakson päättymiseen. Tarkastelujakson tulee olla kaikille vertailtaville vaihtoehdoille sama. Käyttöjakso tarkoittaa aikaa, jona rakennus on käytössä ja tältä ajanjaksolta huomioidaan kaikki käytönaikaiset kustannukset. Diskonttauksessa käytetty korkokanta kuvastaa investoijan pienintä hyväksyttävää takaisinmaksua, minkä lisäksi tulevien rahavirtojen diskonttauksessa tulee huomioida yleinen inflaatio. [10] Näiden tekijöiden pohjalta tarkastelussa käytettävä diskonttausprosentti tulee valita huolellisesti, jotta investointivaihtoehtojen elinkaarikustannuksia kyetään vertailemaan luotettavasti [1]. Kun kaikki tulevat rahavirrat on diskontattu nykyarvoon, voidaan laskea investointivaihtoehtojen elinkaarikustannus.

Usein rakennusinvestointeihin liittyy suuri määrä epävarmuustekijöitä. Vaikka elinkaarikustannusanalyysin suorittaminen lisää huomattavasti todennäköisyyttä valita pitkässä juoksussa kokonaistaloudellisin ratkaisu, liittyy analyysin tuloksiin myös paljon epävarmuutta johtuen esimerkiksi puutteellisista tai virheellisistä lähtötiedoista. Elinkaarikustannusanalyysin yksi vaikeimmista vaiheista onkin määritellä eri vaihtoehtojen taloudelliset vaikutukset ja ilmaista ne rahassa. Tätä ongelmaa voidaan taklata suorittamalla erilaisia herkkyystarkasteluita, joilla selvitetään kuinka merkittävästi esimerkiksi yhden lähtötiedon epävarmuus vaikuttaa analyysin tuloksiin kokonaisuudessaan. Herkkyystarkastelulla voidaan tunnistaa kaikkein kriittisimmät lähtötiedot, joille voidaan sen jälkeen tehdä skenaariotarkastelua, jossa kyseisen muuttajan arvoa muutetaan muiden muuttujien pysyessä vakiona. Näin kyetään laskemaan kyseisen muuttujan suhteen kriittinen piste, jossa investointi edelleen täyttää investoijan minimivaatimukset. [10]

Monitavoiteoptimoinnilla säästöjä luontoon ja lompakkoon

Monitavoiteoptimoinnilla tarkoitetaan parhaan ratkaisun etsimistä suuresta määrästä erilaisia vaihtoehtoja. Optimoinnin tarve syntyy, kun tavoitellaan toisaalta kustannustehokasta korjausrakentamista, mutta myös ympäristöystävällistä lähes nollaenergiarakentamista. Miten saavutetaan mahdollisimman hyvä energiatehokkuus mahdollisimman pienillä kustannuksilla? Muutaman skenaarion vertailu ei tuota parasta lopputulosta, jos pahimmillaan eri vaihtoehtoja on miljoonia. [13] Tehokkaimmillaan monitavoiteoptimointi on suunnittelun alkuvaiheessa, jolloin eri suunnitteluratkaisuja voidaan arvioida kokonaisvaltaisesti ja ohjata niiden vähähiilisyyttä [14]. Optimoitavia muuttujia rakennuksissa on lukuisia lähtien rakenteiden erilaisista vaihtoehdoista jatkuen talotekniikan lukuisiin eri ratkaisuvaihtoehtoihin. Monitavoiteoptimoinnin helpottamiseksi on kehitetty työkaluja ja esimerkiksi VTT ja Aalto-yliopisto ovat kehittäneet optimointityökalun MOBO (Multi Objective Building Performance Optimization), jolla on mahdollista löytää kustannusoptimaaliset ratkaisut. [13] Monitavoiteoptimointi on kompleksinen aihe ja vaatii asiantuntijuutta. Onnistuneella monitavoiteoptimoinnilla kyetään valitsemaan suuresta määrästä eli ratkaisuvaihtoehtoja juuri ne, joiden yhdistelmällä saavutetaan merkittävät vähennykset rakennuksen käytönaikaiseen hiilijalanjälkeen mahdollisimman kustannustehokkaasti. Kuva 2 havainnollistaa korjausrakentamisen optimointia ja energiatehokkuusluokan parantumista kasvavien kulujen ja vähenevän hiilijalanjäljen suhteen.

Energiatehokkuusluokka A-D suhteessa päästöihin ja kustannuksiin
Kuva 2. Monitavoiteoptimoinnin havainnekuva.

Korjausrakentamisen monitavoiteoptimointi käytännössä

Karelia-ammattikorkeakoulun Vähähiilinen ja energiatehokas korjausrakentaminen EAKR-projektissa toteutetun pilotoinnin tavoitteena oli arvioida peruskorjauskohteen suunnitteluratkaisuja hiilijalanjäljen, energiatehokkuuden sekä kustannusten näkökulmasta. Työ toteutettiin osana Joensuun-Kodit Oy:n asuinkerrostalokohteen saneeraussuunnitteluprosessia. Pilotista saatujen kokemusten perusteella rakennusten elinkaaren hiilijalanjäljenlaskenta on mahdollista toteuttaa luontevasti energiatehokkuustarkastelujen ja kustannuslaskennan yhteydessä osana jo alkuvaiheen suunnitteluprosessia.  Alla kuvattu tarkastelu antaa sovellettavaa tietoa päätöksentekoon, mikäli rakennuksen elinkaaren päästöjä halutaan käyttää yhtenä suunnitteluparametrina energiatehokkuuden ja investointikustannusten rinnalla. [14]

Toteutuksen ensimmäisessä vaiheessa kerättiin lähtötietoja eri suunnittelualoilta tyypillisistä suunnitteluratkaisuista, joita oli hyödynnetty aiemmin vastaavissa kohteissa. Lähtötietojen pohjalta potentiaalisimmille suunnitteluratkaisuille suoritettiin energiasimulointi Riuska-energialaskentaohjelmalla, jonka tavoitteena oli selvittää rakennuksen energiankulutus nykytilanteessa ja verrata sitä erilaisiin energiatehokkuutta parantaviin ratkaisuihin. Toisessa vaiheessa toteutettiin rakennuksen elinkaaren hiilijalanjäljen arviointi valituille suunnitteluratkaisuille One Click LCA -laskentaohjelmalla. Arviointi suoritettiin GWP-indikaattorin näkökulmasta huomioiden rakennuksen elinkaaren vaiheet A1–A6, B4–B6, C1–C4 sekä D. Kolmannessa vaiheessa toteutettiin kustannuslaskenta eri suunnitteluratkaisuille niiden takaisinmaksuaikojen selvittämiseksi Tocoman-laskentaohjelmalla sekä Excel-laskentapohjilla. Skenaariot energiatehokkuuden, hiilijalanjäljen ja takaisinmaksuaikojen osalta laadittiin aluksi yksittäisille ratkaisuille ja myöhemmin tunnistettujen parhaimpien ratkaisujen yhdistelmille. Koonti tutkituista case-tapauksista on esitetty taulukossa 1. [14]

CaseUSYPAPIKUOAPLPUS = Ulkoseinä
3R0R3-8R0R0R0EIEIYP = Yläpohja
4R0R3-8R0R9R0EIEIAP = Alapohja
5R0R3-8R0R0R0KYLLÄEIIK = Ikkunat
6R0R3-8R0R9R0KYLLÄEIUO = Ulko-ovet
7R0R0R0R0R0EIEIAP = Aurinkopaneelit (3 MWh/a)
8R0R3-8R0R0R0EI85/15LP = Lämpöpumput x% / x% sähkö
9R0R3-8R0R0R0EI95/5R0 = Nykyinen/vanha rakenne
11R0R3-8R0R9R0KYLLÄ85/15R1 = US-FF-PIR GYL (60+9)
12R0R3-8R0R0R0EIEIR2 = US-FF-PIR 50mm+koolaus+GN12
13R1-R2R0R0R0R0EIEIR3 = YP_V1-Paroc levyvilla
14R1-R2R3-8R0R0R0EIEIR4 = YP_V2-Paroc puhallusvilla
15R0R0R0R9R0EIEIR5 = YP_V3-Isover levyvilla
16R1-R2R3-8R0R9R0EIEIR6 = YP_V4-Isover puhallusvilla
17R0R3-8R0R0R0EIEIR7 = YP_V5-Ekovilla levyvilla
18R0R0R0R0R0EIEIR8 = YP_V6-Ekovilla puhallusvilla
19R0R3-8R0R9R0EIEIR9 = Ikkunoiden vaihto
Taulukko 1. Yhteenveto tarkastelluista case-tapauksista [14].

Energiasimulointi

Energiasimulointitapauksissa tutkittiin rakenteiden lämmönläpäisykertoimien, uusiutuvien energiamuotojen sekä ilmanvaihtoratkaisuiden vaikutusta E-lukuun, energian nettotarpeisiin ja ostoenergian tarpeeseen. Energiasimuloinneissa ei otettu huomioon ratkaisujen kustannuksia tai vaikutusta hiilijalanjälkeen. Case-tapausten energiasimulointien tavoitteena oli: 1. Rakennuksen tiiveyden ja ilmanvuotoluvun q50 (m3/hm2) parantaminen 2. Rakennuksen energiatehokkuuden parantaminen, rakennusosien U-arvon parannukset 3. Rakennuksen energiatehokkuuden parantaminen, LVI ja talotekniikan parannukset mm. lämpöpumput 4. Kiinteistön oman energiantuotannon mahdollisuudet ja hyödyt, aurinkopaneelit. [14]

Energiasimuloinneissa Case 18 toimi nykyisen rakennuksen energiatehokkuuden lähtötasona, johon nähden muita case-tapauksia vertailtiin energiatehokkuuden, energiatodistusluokituksen (E-luku kWhE/m2) ja ostoenergian osalta (MWh/a). Vaihtoehtojen keskinäinen sijoittuminen ostoenergian suhteen on nähtävissä kuvassa 2, josta voidaan huomata pienimmän kokonaisostoenergian olevan vaihtoehdolla Case 11. Suurin kokonaisostoenergia on luonnollisesti perustapauksella Case 18, jonka ostoenergia saadaan puolitettua jo pelkällä tiiveyskorjauksella (Case 7). [14]

Kuva 2. Yhteenveto case-tapauksien ostoenergian tarpeesta [14].

Hiilijalanjäljen arviointi

Elinkaarianalyysi tehtiin rakennusosien ja talotekniikan yhdistelmien kautta 83 eri skenaarioyhdistelmälle, jotka muodostuvat rakennusosien materiaalivaihtoehdoista sekä energiasimulointien toteutusvaihtojen vertailusta. Arvioinnissa otettiin huomioon vain peruskorjausvaiheessa kohteessa käytettävien materiaalien ja tuotteiden aiheuttamat päästöt. Jo olemassa olevat rakenteet eivät sisältyneet arviointiin. Tulokset kuvaavat elinkaarivaikutuksia 60 vuoden rakennuksen käyttöiälle (2046 asti), mikä on EU Level(s) mukainen tarkastelujako sekä 50 vuoden käyttöiälle (2036 asti) Ympäristöministeriön arviointimenetelmän mukaisesti. Lisäksi tarkastelu ulotettiin myös tarkasteluhetkestä tulevalle 50 vuoden ajanjaksolle (vuoteen 2071 asti), jolla saatiin havainnollistettua skenaarioiden keskinäisten erojen tasoittumista. [14]

Tuotteille haettiin oletusarvoja hiilijalanjäljen ja hiilikädenjäljen osalta ympäristöselostetietokannoista ja tuotteille, joille ei löydetty tyydyttävää vastinetta tietokannoista, käytettiin geneerisiä oletusarvoja co2data.fi mukaisesti. Peruskorjauksen jälkeiselle energiakulutustarkastelulle käytettiin EU Level(s) sekä Ympäristöministeriön arviointimenetelmän mukaisia päästöarvoja kaukolämmön sekä verkkosähkön osalta. Alla olevassa kuvassa 3 ylimpänä näkyvä viiva osoittaa lähtötapausta vakioiduilla päästöarvoilla. Päästöt vähentyvät kuitenkin osaltaan energiantuotannon päästöjen vähentyessä (Case 18, YM päästöarvot). Toimenpidevaihtoehdot, jotka hyödyntävät talotekniikan ratkaisuja sekä aurinkopaneeleja saavuttavat vähäisemmät päästöt keskimäärin (Case 6, 8, 9 ja 11). Pelkkä aurinkopaneelien lisääminen ei kuitenkaan ole riittävä toimenpiteiden vaan tarvitsee rinnalle myös yläpohjan lisälämmöneristämisen sekä esim. ikkunoiden vaihdon. Päästöjen vähentämisen kannalta edullinen ja toimiva toimenpide olisi rakennuksen tiiveyden parantaminen ja yleisellä tasolla riippumatta skenaariosta vihreään sähköön siirtyminen. [14]

Viivakuvio
Kuva 3. Yhteenveto case-tapauksien hiilijalanjäljestä [14].

Kustannusarvio ja monitavoiteoptimointi

Lopuksi laskettiin kustannusarviot ja takaisinmaksuajat eri case-tapauksille. Tarkastelu suoritettiin tarkasteltavan materiaalin sekä siihen suoraan liittyvien työkustannusten osalta. Kokonaiskustannusarviot eivät sisällä mahdollista urakoitsijan katetta tai olosuhteista johtuvia lisäkustannuksia. Yhteenveto tarkasteluiden tuloksista case-tapauksille on esitetty taulukossa 2. Taulukosta huomataan, että suurimmat vähennykset hiilijalanjälkeen saavutetaan vaihtoehdoilla Case 11, 9 ja 8, mutta investointikustannukseen suhteutettuna kustannustehokkaimmat päästövähennykset saavutetaan vaihtoehdoilla Case 7 ja 12. [14]

Taulukko jossa sarakkeissa casen numero, E-luku, hiilijalanjäki ja kustannus
Taulukko 2. Case-tapauksien yhteenveto [14].

Lähteet

  1. Renne N., De Maeijer P.K., Craeye B., Buyle M. & Audenaert A. 2022. Sustainable Assessment of Concrete Repairs through Life Cycle Assessment (LCA) and Life Cycle Cost Analysis (LCCA). Saatavilla: https://doi.org/10.3390/infrastructures7100128
  2. Barbhuiya S. & Das B.B. 2023. Life Cycle Assessment of construction materials: Methodologies, applications and future directions for sustainable decision-making. Case Studies in Construction Materials, Vol. 19. Saatavilla: https://doi.org/10.1016/j.cscm.2023.e02326
  3. Van Stijn A., Malabi Eberhardt L.C., Wouterszoon Jansen B. & Meijer A. 2021. A Circular Economy Life Cycle Assessment (CE-LCA) model for building components. Resources, Conservation and Recycling, Vol. 174. Saatavilla: https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2021.105683
  4. Hasik V., Escott E., Bates R., Carlisle S., Faircloth B. & Bilec M.M. 2019. Comparative whole-building life cycle assessment of renovation and new construction. Building and Environment, Vol. 161. Saatavilla: https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2019.106218
  5. Bionova Oy. 2017. Tiekartta rakennuksen elinkaaren hiilijalanjäljen huomioimiseksi rakentamisen ohjauksessa. Saatavilla: https://ym.fi/documents/1410903/38439968/Tiekartta-rakennuksen-elinkaaren-hiilijalanjaljen-huomioonottamiseksi-rakentamisen-ohjauksessa-4B3172BC_4F20_43AB_AA62_A09DA890AE6D-129197.pdf/1f3642e1-5d58-8265-40c1-337deeab782d/Tiekartta-rakennuksen-elinkaaren-hiilijalanjaljen-huomioonottamiseksi-rakentamisen-ohjauksessa-4B3172BC_4F20_43AB_AA62_A09DA890AE6D-129197.pdf?t=1603260760602
  6. Luo X., Ren M., Zhao J., Wang Z., Ge J. & Gao W. 2022. Life cycle assessment for carbon emission impact analysis for the renovation of old residential areas. Journal of Cleaner Production, Vol. 367. Saatavilla: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.132930
  7. Llatas C., Bizcocho N., Soust-Verdaguer B., Montes M.V. & Quiñones R. 2021. An LCA-based model for assessing prevention versus non-prevention of construction waste in buildings. Waste Management, Vol. 126. Saatavilla: https://doi.org/10.1016/j.wasman.2021.03.047
  8. Larsen V.G., Tollin N., Sattrup P.A., Birkved M. & Holmboe T. 2022. What are the challenges in assessing circular economy for the built environment? A literature review on integrating LCA, LCC and S-LCA in life cycle sustainability assessment, LCSA. Journal of Building Engineering, Vol. 50. Saatavilla: https://doi.org/10.1016/j.jobe.2022.104203
  9. Xia B., Ding T. & Xiao J. 2020. Life cycle assessment of concrete structures with reuse and recycling strategies: A novel framework and case study. Waste Management, Vol. 105. Saatavilla: https://doi.org/10.1016/j.wasman.2020.02.015
  10. Fuller S. 2010. Life-Cycle Cost Analysis (LCCA). WBDG – Whole Building Design Guide – a program of the National Institute of Building Sciences. Saatavilla: https://www.nmlegis.gov/handouts/PSCO%20102015%20Item%204%20Whole-life_LCCA_NIST.PDF
  11. Mastrucci A., Marvuglia A., Benetto E. & Leopold U. 2020. A spatio-temporal life cycle assessment framework for building renovation scenarios at the urban scale. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 126. Saatavilla: https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.109834
  12. Garriga S.M., Dabbagh M. & Krarti M. 2020. Optimal carbon-neutral retrofit of residential communities in Barcelona, Spain. Energy and Buildings, Vol. 208. Saatavilla: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2019.109651
  13. Niemelä, T. 2017. Rakennusten energiainvestointien monitavoiteoptimointi. Saatavilla: https://www.oneclicklca.com/wp-content/uploads/2017/01/Rakennusten-energiaoptimointi_14022017.pdf
  14. Keskisalo M., Kuusisto J. & Matveinen M. 2021. Ympäristövaikutusten ja energiatehokkuuden arviointi korjausrakentamisen hankkeissa: Elinkaariarvioinnin (LCA), elinkaarikustannusten (LCC) ja energiasimuloinnin arviointiraportti. Saatavilla: https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-275-334-2

Kirjoittajat:

Tero Leppänen, Pinja Kasvio, Jarmo Mäkelä ja Beata Rantaeskola, Welado Oy

Tämä artikkeli on tuotettu osana Karelia-ammattikorkeakoulun Vähähiilinen ja energiatehokas korjausrakentaminen EAKR-projektin toimenpiteitä. Projektin tavoitteena on tuottaa uuttaa tietoa ja menetelmiä vähäpäästöiseen, energiatehokkaaseen sekä rakentamisen kiertotaloutta edistävään korjausrakentamiseen. Tutkimus- ja kehittämisprojektin rahoituksesta vastaa Etelä-Savon Elinkeino-, Liikenne- ja Ympäristökeskus EAKR-ohjelmasta.

ELy-keskus, Business Joensuu, Vipuvoimaa EU:lta

Artikkelikuva: Ksenia Senkova, kuviasuomesta.fi