Vähähiilisen rakentamisen ”10 nyrkkisääntöä”

Rakentamisen ympäristövaikutusten vähentäminen on ratkaisevan tärkeää, jotta voidaan saavuttaa nollapäästötavoitteet ja hiilineutraali yhteiskunta. On kuitenkin paljon epävarmuutta siitä, miten rakentamisen ilmastovaikutuksia voidaan vähentää. Olemme koonneet 10 tehokkainta lähestymistapaa ja nyrkkisääntöä suunnitteluun, jotta organisaatiosi on mahdollista saavuttaa tavoitteet.

Tässä artikkelissa käymme läpi 10 esimerkkiä eri suunnitteluvaiheista, jolla saavutimme kolmanneksen vähennys projektin hiilidioksisdipäästöihin. Lisäksi saavutimme merkittävät kustannussäästöt valitsemalla perinteisiä materiaaleja.

Rakennuksen perussuunnittelu

7000 m2 (75,350 ft2) toimistorakennus
7 pohjan yläpuolista kerrosta, joista kukin 1000 m2 (10 760 ft2)
2 maanalaista pysäköintitasota
Elementti-betonirunko
60 vuoden arviointijakso olettaen, että rakennus pidettäisiin sellaisessa kunnossa, että se voitaisiin vuokrata kolmansille osapuolille.

Ennen kuin aloitat

Kun aloitat suunnittelun vähähiilisestä näkökulmasta, varmista, että rakennuksesi energiatehokkuus on optimoitu ja että paikkakuntasi tarjoaa vähähiilisiä energiavaihtoehtoja. Vältä sijaintia, joissa liikenne on riippuvainen yksityisautoista ja pyri saamaan rakennukselle tontti, joka mahdollisimman keskeisellä sijainnilla sen käyttäjille. Nämä tarjoavat vankan pohjan hiilidioksidipäästöjen vähentämiselle käyttövaiheessa.

1. Älä rakenna lyhyelle aikavälille: varmista, että kysyntä tukee pysyvää käyttöä

Elinkaarivaikutusten optimointi alle 60 vuoden aikajänteelle ei kannata. Jos rakennuksen tarve ei ole kestävä esimerkiksi jatkuvan väestörakenteen muutoksen tai kaavamuutosten vuoksi. Näihin aspekteihin voidaan sopeutua suunnittelemalla joko hyvin muunneltava rakennus tai modulaarinen siirrettävä rakennus, joka tyydyttää kysynnän lyhyemmäksi ajaksi.

Potentiaalinen ympäristövaikutusten vähennys* 40-50 %

Jos käyttöikä on rajoitettu 25 vuoteen, vuotuiset materiaalien aiheuttamat vaikutukset ovat 120 % suuremmat. Jos rakennus voidaan muuttaa toiseen käyttötarkoitukseen, vaikutus puolestaan pienenee.

Huomautus: artikkelin 2-10 osien osalta olemme käyttäneet 60 vuoden rakennuksen käyttöikää koskevaa skenaariota kuvaamaan tarkemmin kunkin toimenpiteen vaikutuksia.

* Perusrakennuksessa

2. Vältetään kohteita, jotka edellyttävät maaperän stabilointia ja syviä perustuksia

Maaperäolosuhteet vaikuttavat suuresti siihen, millaista stabilointia ja perustuksia hankkeesi vaatii. Jos rakennuspaikkasi vaatii massiivisia perustuksia rakennuksen tueksi, harkitse paikkaa uudelleen. Jos olet sitoutunut paikkaan, katso, voitko sijoittaa rakennuksen paikalle optimoidaksesi etäisyyden kallioperään, koska se todennäköisesti vaihtelee paikan sisällä, ja harkitse myös vähemmän raskaan rakenneratkaisun, esimerkiksi puun tai teräksen valitsemista. Vältä lopuksi paikalla valettua betonia, joka on yleensä kaikista rakenneratkaisuista raskain.

Potentiaalinen hiilensäästö* 30 %

Perustusten osuus hiilidioksidivaikutuksista on noin 30 %.

Huomautus: pointtien 3-10 osalta olemme olettaneet hyvät maaperäolosuhteet ja käyttäneet 60 vuoden rakennuksen elinkaariskenaariota, jotta kunkin toimenpiteen vaikutus voidaan kuvata tarkemmin.

* Perusrakennuksessa

articles-body_image-10-commandments

3. Harkitse runkorakenne vaihtoehtoja: voisiko kevyempi tai puurunko toimia?

Puurakenteiden valinnalla, kun vaatimukset sen sallivat, voidaan useimmissa hankkeissa pienentää ympäristövaikutuksia huomattavasti. Esimerkkirakennuksessamme tämä hiilidioksidipäästöjen vähentäminen - koko elinkaaren aikana mitattuna - johtaisi noin 30 prosentin vähennykseen.

One Click LCA:n Carbon Designer työkalun avulla käyttäjät voivat nopeasti arvioida tavallisten rakennusmateriaalien vaikutuksia hyvin vähäisillä lähtötiedoilla.

Potentiaalinen hiilensäästö* 30 %

Rakennusmateriaalien sisältämien vaikutusten osuus on aina huomattava, esimerkkirakennuksessamme lähes kolme neljäsosaa.

* Perusrakennuksessa

4. Valitse vähähiilisiä tuotteita: aseta selkeät vaatimukset ja valitse oikeat toimittajat

Suomessa materiaalien aiheuttaman vaikutukset ovat tänäpäivänä lähes neljännes kaikista rakentamisen aiheuttamista päästöistä, joten materiaaleille ja rakennustuotteille asetettavien ympäristövaatimusten asettaminen on kenties tehokkain keino vähentää vaikutuksia samalla, kun saavutetaan täsmälleen sama muotoilu ja suorituskyky. Tämä johtuu siitä, että mm. energiaverkot vähähiilistyvät. Vaatimuksissa voidaan määritellä hiilidioksidipäästöjen vähimmäistavoitteet tai muita toimenpiteitä, kuten esimerkiksi määrätä kierrätettyjen sideaineiden käytöstä betonissa. Tämä strategia toimii tehokkaasti kaikkien materiaalien osalta, kun tarjonta on kilpailukykyistä ja jotkut toimittajat ovat halukkaita toimittamaan tuotteita, joiden ympäristövaikutukset taso on parantuneet.

One Click LCA:n materiaalitietokannassa on kymmeniä tuhansia erilaista rakennusmateriaalien ympäristövaikutusprofiilia eri tuotteille, teknologioille, toimittajille ja tuotteille. Tietokannassa on myös moduuli, jolla voit luoda omia tuotesekoituksia esim. tiettyjä betonireseptejä varten, ja voit lähettää meille kaikki uudet EPD:t, joita aiot käyttää, jos et löydä niitä tietokannasta.

Potentiaalinen hiilensäästö* 10 %

Kun esimerkkirakennuksessa vaihdettiin rakenteelliset betonit ja teräkset vähäpäästöisempiin tuotteisiin, koko rakennusmateriaalien elinkaaren aikaiset vaikutukset vähenivät 10 %. Kun kartoitetaan tarkasti, mitä hankitaan, voidaan saavuttaa huomattavasti suurempia vähennyksiä.

* Perusrakennuksessa

articles_body-image-low-carbon-image

Esimerkki One Click LCA -tietokannasta: Betonin sisältämät hiilivaikutukset vaihtelevat alle 200:sta yli 500 kg CO2e / m3

5. Rakennuksen muodon optimointi: saavutetaan massan vähentäminen kompaktilla muodolla

Yleissääntönä voidaan todeta, että yksinkertainen muoto on materiaali- ja energiatehokkaampi. Laatikkomainen rakentaminen ei aina ole mahdollista päivänvalon, kaavoituksen, toiminnallisten tai tilanjakovaatimusten vuoksi. Monimutkaisempi rakennuksen muoto lisää ulkoseinävaatimuksia ja vaatii myös ylimääräisiä kulkuväyliä. Jos rakennus vaatii lisää porras- ja hissikuiluja eri paikoissa, tämä tietysti myös lisää hiili-intensiivien materiaalien käyttöä.

One Click LCA's Carbon Designer mahdollistaa käyttäjille kerrosluvun, rakennuksen muodon, kerroskorkeuden ja muiden parametrien vaikutusten tarkastelemisen materiaalien kysyntään sekä siitä aiheutuviin sisäistettyihin hiilivaikutuksiin.

Potentiaalinen hiilensäästö* 10 %

Jos esimerkkirakennus rakennettaisiin kolmikerroksisena pitkänomaisena rakennuksena, sisäistetyt hiilivaikutukset olisivat noin 10 % suuremmat. Lisäksi tämä kasvattaa vaipan pinta-alaa ja siten myös rakennuksen vaipan kautta tapahtuvaa energiahäviötä.

* Perusrakennuksessa

6. Suunnittele ohuemmat välipohjat: vähennä sekä pohjien että vaipan materiaalien käyttöä

Lattialaatat ovat merkittävä tekijä rakennuksen sisältämän hiilen määrässä. Toisin kuin vaipan pinta-ala, laattojen määrä skaalautuu lineaarisesti tarvittavan sisäpinta-alan kanssa. Laatat tarjoavat rakennukselle muun muassa rakenteellisia, akustisia ja palonkestävyysominaisuuksia, ja niihin voidaan upottaa putkistoja tai muita asennuksia. Laattojen nettopaksuuden vähentäminen 10 cm:llä pienentää vastaavasti rakennuksen vaipan korkeutta, jolloin säästetään materiaaleja laatoissa ja seinissä ja energiaa johtumishäviöiden vähenemisen ansiosta. Joihinkin käytäntöihin kuuluu myös innovatiivisten tekniikoiden käyttö, kuten esimerkiksi Deltabeam tai Bubbledeck betonirakenteissa. Tällaisella muutoksella voidaan vähentää rakennuksen elinkaaren aikaisia elinkaarivaikutuksia noin 6 prosenttia.

One Click LCA:n tietokanta sisältää yli 50 valmiiksi rakennettua laattakokoonpanoa sekä valmiita ratkaisuja innovatiivisimpiin palkki- ja kansiteknologioihin. Käytettävissä on myös moduuli omien rakenteiden luomiseen ja laskemiseen.

On myös syytä huomata, että pylväiden lyhyemmät välit mahdollistavat kevyempien ja vähemmän terästä, sekä sementtiä vaativien laattojen käytön. Rakennetta on tasapainotettava pilarien materiaaleihin kohdistuvien vaikutusten ja tilojen tulevaan muunneltavuuteen mahdollisesti kohdistuvien vaikutusten kanssa. Joillakin laattajärjestelmillä on myös suuremmat vaikutukset, ja yleissuunnitteluun käytettävien lattialaattojen valintaan on kiinnitettävä huomiota.

Lähde: Eyad Sayhood, Mohammed Mahmood. "Non-Linear Behavior of Composite Slim Floor Bears with Partial Interaction", European Journal of Scientific Research, 56(3):311-325, heinäkuu 2011.

**Potentiaalinen hiilensäästö* ~6 %**

Esimerkkirakennuksessa kaikkien laattojen sisältämien hiilivaikutusten osuus on noin 45 %. Laattojen nettopaksuuden pienentäminen johtaa noin 6 %:n potentiaalisiin hiilensäästöihin.

* Perusrakennuksessa

7. Älä rakenna erillisiä pysäköintirakennuksia

Jos kaavoituslainsäädäntö sallii sen, pyri vähentämään pysäköintipaikkojen määrää, erityisesti maanalaisia pysäköintipaikkoja ja paikkoja pysäköintilaitoksissa. Jos pysäköintipaikkoja on oltava rakennuksen alla, harkitse rakennuksen korottamista niin, että rakennus seisoo pilarien varassa ja rakennuksen alla on avoin alue pysäköintiä varten. Tällöin säästyy huomattava määrä materiaaleja seinärakenteissa pysäköintipaikkojen ympärillä.

One Click LCA:n Carbon Designer moduuli sisältää valinnaisen laskelman maanalaisille pysäköintikerroksille. One Click LCA:n Carbon Designer moduuli sisältää valinnaisen laskelman maanalaisille pysäköintikerroksille.

Potentiaalinen hiilensäästö* 4,8 %

Pysäköintirakennusten sisältämien hiilivaikutusten osuus on 7 % (lähtötilanteessa, jossa pysäköintivalikoima on vahvasti riippuvainen yksityisautoilusta). Jos maanalaisen ja maanpäällisen pysäköinnin alkuperäistä yhdistelmää voitaisiin siirtää pelkästään maanpäällisiin pysäköintipaikkoihin, nämä vaikutukset olisivat noin 69 % pienemmät, joten kokonaispotentiaalinen hiilensäästö olisi 4,8 %.

* Perusrakennuksessa

8. Käytä siirrettäviä tai kunnostettavia seinäelementtejä tilan uudelleenjakoon liittyvien ongelmien ratkaisemiseksi

Koska pohjaratkaisut saattavat muuttua projektin edetessä, on hyvä käytäntö käyttää uudelleenkäytettäviä ja mahdollisesti siirrettäviä sisäseiniä siinä määrin kuin ne toimivat rakennuksen toiminnassa. Sama pätee sähköistykseen, jonka tulee siirtyä tilajaon mukaan. Jos tämä käytäntö ei sovellu hankkeeseen, harkitse sellaisten rakennusmenetelmien soveltamista, jotka mahdollistavat esim. levytyksen poistamisen ehjinä.

One Click LCA:n avulla voit asettaa kunkin materiaalin käyttöiän siten, että se heijastaa niiden todellisuudessa ennakoitua vaihtotiheyttä sekä mahdollista uudelleenkäyttöä.

Potentiaalinen hiilensäästö* 4 %

Olemme olettaneet, että esimerkkirakennuksemme sisäseinistä puolet on kantavia, mutta loput vaatisivat uudelleenrakentamista vuosikymmenen välein muuttuvien käyttövaatimusten mukaan. Tällöin materiaalin elinkaarivaikutukset olisivat noin 4 % suuremmat verrattuna skenaarioon, jossa seinäkokoonpano voisi pysyä paikallaan, kunnes materiaali saavuttaa käyttöikänsä lopun.

* Perusrakennuksessa

9. Vältä elementtejä, joiden arvo on vähäinen, esim. lattioissa, katoissa tai julkisivuissa

Jos verhous- tai julkisivumateriaalisi toimittaa lähinnä esteettistä tehtävää, harkitse kerroksen pois jättämistä. Jos sisäkattosi eivät tarjoa esimerkiksi akustista tai palosuojaa, koko elementin voi todennäköisesti poistaa. Tällöin myös asennukset ja kaapelointi ovat helpommin huollettavissa. Samat näkökohdat koskevat myös lattiapinnoitteita: yksinkertainen kiillotettu betonilattia voi olla hyvä vaihtoehto tietyntyyppisiin tiloihin (mutta ei kaikkiin).

Potentiaalinen hiilensäästö* 4 %

Sisäkattojen sisältämien hiilivaikutusten osuus on noin 1 %. Lisäksi rakennus on verhottu esteettisellä teräsverhouksella, jonka elinkaarivaikutukset ovat noin 2 %. Jos lattianpäällysteestä luovuttaisiin kokonaan, vaikutusten vähennys olisi noin 4 %.

* Perusrakennuksessa

10. Valitse pitkäikäiset ratkaisut ikkunoihin ja kattoon

Panostaminen kestäviin materiaaleihin merkitsee vähemmän vaihtoja ajan myötä, mikä tarkoittaa vähemmän hiilidioksidipäästöjä, vähemmän syntyvää jätettä, alhaisempia elinkaarikustannuksia ja vähemmän häiriöitä vuokralaisille. Se, mikä on kestävää ja markkinoille sopivaa materiaalia, vaihtelee olosuhteista riippuen, mutta periaate pysyy kuitenkin samana.

Potentiaalinen hiilensäästö* 3 %

Hankkeesi olosuhteista riippumatta pitkäikäisempien järjestelmien käyttäminen säästää sekä hiiltä että rahaa. Valinnat ovat olosuhteista riippuvaisia, mutta sillä voidaan saavuttaa useiden prosenttiyksikköjen elinkaaren aikaisia hiilidioksidipäästöjen vähennyksiä - esimerkkihankkeessamme ääritapausten välillä ero olisi 3 prosentin luokkaa.

* Perusrakennuksessa

Katso myös: Matalan hiilidioksidipäästön kunnostus: 10 tapaa vähentää sisäistettyjä hiilipäästöjä

Tässä olivat kymmenen kultaista sääntöämme, mutta tapoja suunnitella vähähiilisemmin on paljon muitakin. Mukaan lukien monet innovatiiviset rakentamistavat, materiaalit ja tuotteet tai joidenkin seuraavien käytäntöjen soveltaminen:

Sisällytä suunnitteluun purkamisen suunnittelu ja muut kiertotalouden periaatteet.
Osta paikallisia materiaaleja aina kun mahdollista kuljetusvaikutusten vähentämiseksi.
Varmista, että rakennusmateriaalien lujuudet eivät ole ylimitoitettuja vaan optimoituja käyttötarkoitukseen.
Vähennä jätettä kaikissa vaiheissa.
Huomioi käyttämiesi materiaalien käyttöikä - jos materiaali on vaihdettava usein, sen vaikutukset kasvavat samassa suhteessa.