Omakotitalon energiatehokkuuden ja hiilijalanjäljen vaikutus rakennussuunnitteluun
Rakentamisen ja rakennusmateriaalien kustannukset jatkavat nousemistaan. Ilmastonmuutoksen hillintä vaatii toimia päästöjen vähentämiseksi, ja kaikkien rakennusten oltava lähes nollaenergiataloja.
Nykyiset vaatimukset muodostavat haastavan lähtökohdan matalia rakennuskustannuksia tavoittelevalle suunnittelulle, koska rakennuskustannukset ovat nousseet vuosikymmenten ajan. SVT:n (2022) mukaan 2022 helmikuussa rakennuskustannukset ovat nousseet 7,5 prosenttia vuodentakaisesta ja tarvikkeet 12,1 prosenttia.
Rakennuksen energiatehokkuus muodostuu monista tekijöistä, joista rakennuksen vaipan energiatehokkuus on yksi oleellisimmista. Energiatehokkaalla vaipparakenteella on hyvä lämmönläpäisykerroin eli U-arvo, mikä usein muodostuu paksusta lämmöneristekerroksesta sekä monista erilaisista rakennusmateriaaleista. Erilaiset rakennusmateriaalit taas omaavat erisuuruisen hiilijalanjäljen ja jotkut rakennusmateriaalit onnistuvat toimivaan myös hiilivarastoina.
Uuden rakennuksen suunnittelussa on huolehdittava, että se on käyttötarkoituksensa mukaisesti ja energiatehokkuudeltaan joko laskennallisen energiatehokkuuden vertailuluvun (E-luvun) tai rakenteellisen energiatehokkuuden mukainen (Ympäristöministeriön asetus 1010/2017, 3 §). Tarja Häkkisen ja Matti Kuittisen (2020, 107) mukaan rakenteellisen energiatehokkuuden ohjaus perustuu siihen, että vakioiduilla suunnitteluratkaisuilla täyttyvät rakennuksen energiatehokkuuden vähimmäisvaatimukset. Näin ollen rakenteellinen energiatehokkuus voidaan ottaa lähtökohdaksi jo suunnittelun varhaisessa vaiheessa.
Rakenteellinen energiatehokkuus
Omakotitalon energiatehokkuusvaatimusten täyttyminen päätettiin osoittaa rakenteellisella energiatehokkuudella. Suunnittelussa vaadittujen rakennusosien lämmönläpäisykertoimien vertailuarvot (kuva 1) määräytyvät käyttötarkoitusluokan ja suunnitellun perustamistavan mukaan.
Panu Pasanen (2019) on tarkastellut Ympäristöministeriön asetuksen (1010/2017) 33. pykälän vaikutusta asuinrakennusten elinkaaren hiilijalanjälkeen. Selvityksen mukaan pykälä 33 pienentää hiilijalanjälkeä 9 % kaikissa kolmessa tarkasteluissa olleissa talotyypeissä verrattuna E-luvun maksimiarvon täyttävään vastaavaan rakennukseen. Pasanen tarkentaa vielä, että tulokset pätevät myös eri lämmitysratkaisuilla sekä muita oletuksia käyttäen. Esimerkiksi eri julkisivu- ja eristeratkaisuilla tulos vaihtelee alle %:n ja erilaisilla LTO:n hyötysuhteilla pientaloille syntyvä säästö on 6–9 %.
Rakennusosien kustannusvertailu ja hiilijalanjälkitarkastelu
Rakennusosien kustannusvertailujen avulla selvitettiin edullisin suunnitteluratkaisu rakennusosalle, jota tultaisiin käyttämään asuinrakennuksessa. Rakennusosien kustannusvertailuissa käytettiin pääosin eristevalmistajien ohjeellisia suunnitteluratkaisuja, joilla saavutetaan rakennusosien vertailuarvojen mukainen U-arvo. Kustannusvertailuun päätyi mukaan 3 ulkoseinä-, 3 yläpohja- sekä 2 alapohjarakenneratkaisua.
Häkkisen ja Kuittisen (2020, 122) mukaan rakennuksen vähähiilisyyttä on mahdollista parantaa valitsemalla vähähiilisiä materiaaleja tai vähentämällä niiden kokonaistarvetta. Molemmissa keinoissa on otettava huomioon materiaalien avulla saavutettavat taloudelliset, toiminnalliset ja teknilliset ominaisuudet, joita tulee tutkia vähintään rakenteiden ja rakennusosien tasolla. (Häkkinen & Kuittinen 2020, 122). Häkkinen ja Kuittinen (2020, 124) tarkentavat vielä, että materiaaleilla saavutettava tekninen käyttöikä on otettava huomioon vertailtaessa rakenteiden vähähiilisyyttä. Yksikin lyhytikäinen tai paljon huoltoa vaativa osa voi lyhentää rakenteen käyttöikää merkittävästi. Lisäksi se kasvattaa kustannuksia sekä hiilijalanjälkeä. Viisailla materiaalivalinnoilla voidaan sekä pienentää rakennuksen elinkaaren hiilijalanjälkeä että kasvattaa materiaalien hiilivarastoa. Runsaita hiilivarastoja saadaan kerrytettyä muun muassa lämmöneristeisiin ja kantaviin rakenteisiin. Rakenteen toimivuuden kannalta voi olla perusteltua käyttää materiaalia, jolla on suuri hiilijalanjälki suhteessa painoon.
Kustannusvertailun perusteella valittujen rakennusosien päästötietoja tutkittiin tarkemmin. Hiilijalanjälkitarkasteluun otettiin mukaan sellaiset materiaalit, jotka voitaisiin korvata vähähiilisemmillä vaihtoehdoilla ilman, että tilan toiminnallinen tai teknillinen ominaisuus siitä kärsisi. Hiilijalanjälkitarkastelun avulla selvitettiin käytettäväksi soveltuvia vähähiilisempiä materiaalivaihtoehtoja ja laskettiin niille materiaalikustannus myöhemmin tehtävien päätöksien tueksi. Materiaalien päästötiedot haettiin pääosin avoimesta CO2data-palvelusta, ja materiaalikustannukset taas pohjautuvat suurimmilta osin Rakennusosien kustannuksia 2021 -kirjan aineistoon, mikä oli opinnäytetyön tekohetkellä tuorein teos kirjasarjasta.
Lähteet
Häkkinen, T. & Kuittinen, M. 2020. Kohti vähähiilistä rakentamista – Opas arviointiin ja suunnitteluun. Helsinki: Rakennustieto Oy.
Pasanen, P. 2019. Asuinrakennusten rakenteellisen energiatehokkuuden elinkaarihyödyt. https://www.rakennusteollisuus.fi/globalassets/toimialat/tuoteteollisuus/rm-jaosto/pasanen_20190130.pdf.
Kujanpää, L. 2022. Kutannus- ja energiatehokas pientalo. Turun AMK:n opinnäytetyö. Saatavilla https://www.theseus.fi/handle/10024/745890
Suomen virallinen tilasto (SVT): Rakennuskustannusindeksi [verkkojulkaisu]. ISSN=1795-4282. Helsinki: Tilastokeskus [viitattu: 25.4.2022]. Saantitapa: https://www.stat.fi/til/rki/2022/02/rki_2022_02_2022-03-16_tie_001_fi.html.
Ympäristöministeriön asetus uuden rakennuksen energiatehokkuudesta 2017/1010. Annettu Helsingissä 20.12.2017. Saatavilla https://www.finlex.fi/fi/laki/alkup/2017/20171010#Pidm45237815857184.