Mitä on elinkaariarviointi (LCA)? 3 esimerkkiä elinkaariarvioinnista

1. Tuotanto ja rakentaminen

Elinkaariarvioinnin alkuvaiheessa kootaan tiedot rakennuksen rakentamiseen tarvittavista materiaaleista. Tämä vaihe käsittää erilaisia prosesseja, joista jokainen vaikuttaa rakennuksen kokonaisympäristövaikutuksiin.

• Raaka-aineiden louhinta: Luonnonvarojen, kuten mineraalien, metallien, kiviaineksen ja puun, hankkiminen rakentamista varten.
• Valmistus: Raaka-aineet muutetaan rakennustuotteiksi valmistusprosesseissa, jotka kuluttavat energiaa ja tuottavat päästöjä sekä muita jätteitä.
• Kuljetus: Materiaalit kuljetetaan louhintapaikoilta valmistus- ja rakennuslaitoksiin.
• Rakentaminen: Rakennusten rakentaminen sisältää erilaisia toimintoja työmaan valmistelusta ja perustustöistä kokoonpanoon ja asennukseen.
• Nämä tiedot saadaan parhaiten kasaan käyttämällä tuotekohtaisia ympäristöselosteita (EPD) ja ne tuotekohtaisesti yleensä sisältävät kaiken datan mitä tarvitset. 

2. Käyttövaihe

Käyttövaihe käsittää rakennuksen operatiiviset toiminnot, jotka tapahtuvat, kun rakennus on otettu käyttöön. Tässä vaiheessa arvioidaan siis energiankulutus, vedenkulutus, jatkuva kunnossapito ja muut operatiiviset toiminnot.

• Energiankulutus: Rakennuksen toiminta vaatii energiaa eri tarkoituksiin, kuten valaistukseen, lämmitykseen, jäähdytykseen ja sähkölaitteiden käyttöön. Energian lähde vaikuttaa merkittävästi rakennuksen hiilijalanjälkeen.
• Veden kulutus: Rakennusten asukkaat kuluttavat vettä saniteetti- ja hygieniatarkoituksiin sekä erilaisiin toimintoihin. Liiallinen vedenkulutus voi kuormittaa paikallisia vesivaroja ja pahentaa veden niukkuutta.
• Kunnossapito: Kestävät huoltokäytännöt voivat pidentää rakennusmateriaalien käyttöikää, vähentää jätteen syntymistä ja minimoida uusien resurssien tarpeen.

3. Elinkaaren loppu (end of life)

Elinkaaren loppuvaiheeseen kuuluu rakennuksen käytöstä poistaminen ja purkaminen, kun sen käyttö on syystä tai toisesta päättynyt. 

• Purku: Kun rakennus ei ole enää käyttökelpoinen tai sitä ei tarvita, se yleensä puretaan.
• Jätehuolto: Rakennuspurkujätteen asianmukainen käsittely on ratkaisevan tärkeää sekä purkamisen että hävittämisen aikana.
• Hävittäminen: Materiaalit, joita ei voida kierrättää tai käyttää uudelleen, päätyvät usein kaatopaikoille.

4. Rakennuksesta tai rakentamisesta syntyvä hiilikädenjälki

Tässä vaiheessa tarkastellaan rakennuksen elinkaaren laajempia vaikutuksia, jotka ulottuvat rakennuksen suoran soveltamisalan ulkopuolelle. 

• Kierrätys ja uudelleenkäyttö: Uudelleenkäytettävät rakennukset ja materiaalit pidentävät niiden käyttöikää ja vähentävät uusien resurssien tarvetta.
• Hiilen sitominen materiaaleihin: Tietyt rakennusmateriaalit, kuten puu, sitovat hiilidioksidia ilmakehästä suurimman osan elinkaarestaan.
• Sosiaaliset ja taloudelliset vaikutukset: Rakennuksen elinkaari voi vaikuttaa merkittävästi yhteisöihin, talouteen ja ihmisten terveyteen. Kestävät rakennuskäytännöt ja materiaalit luovat työpaikkoja, parantavat sisäilman laatua ja lisäävät ympäristön, sekä ihmisten hyvinvointia.

Sukelletaan hypoteettiseen elinkaariarviointiesimerkkiin: Kuvittele, että olet arkkitehti, jonka tehtävänä on suunnitella uusi toimistorakennus. Olet sitoutunut luomaan kestävän rakenteen, joka minimoi ympäristövaikutukset. Voisit tehdä LCA suunnitteluvaiheen alkuvaiheessa ohjata materiaali- ja suunnitteluvalintoja tämän tavoitteen saavuttamiseksi.

Aloitat keräämällä suunnittelutiedot BIM-ohjelmistostasi. Näihin tietoihin kuuluvat rakennuksen pohjapiirustus, mitat, materiaalit ja materiaalien määrät. Tämän vaiheen voit joko automatisoida lukuisilla One Click LCA:n integraatiolla tai sitten teet tiedon siirron tuomalla LCA-ohjelmistoon suunnitteluohjelmistosta määrälaskennan. Tiedot LCA-ohjelmistoon, joka luo automaattisesti alustavan raportin.

Tässä vaiheessa voit tutkia eri materiaalivaihtoehtoja rakennuksen rakenteeseen, vaippaan ja pintamateriaaleihin. Voit vertailla perinteisiä materiaaleja, kuten betonia ja terästä, ja vaihtoehtoisia kestäviä materiaaleja, kuten puutarakenteita ( esim. CLT) ja kierrätysterästä neitseellisesti tuotettuun teräkseen. Jokaisella materiaalivalinnalla on ympäristöprofiili, jossa otetaan huomioon hiilidioksidipäästöt, vaikutukset maaperään, veteen, primäärienergian kulutus ja paljon muuta.

Käyttämällä LCA-ohjelmistoa, voit analysoida kunkin materiaalivaihtoehdon ympäristövaikutukset ja valita materiaalin näiden tietojen perusteella. Esimerkiksi CLT:llä ja kierrätysteräksellä on molemmilla pienempi hiilijalanjälki kuin perinteisellä betonilla ja teräksellä. LCA:n avulla voit nähdä pienemmän hiilijalanjäljen todellisen vaikutuksen, tehdä materiaalipäätökset tietojen perusteella ja esittää kestävyys- ja kustannushyödyt sidosryhmille.

Tässä esimerkissä LCA:n tekeminen suunnitteluvaiheen alkuvaiheessa mahdollistaa tietoon perustuvien materiaalipäätösten tekemisen, mikä johtaa kestävämpään ja ympäristöystävällisempään rakennussuunnitteluun.

Vielä suurempi hyöty on todennäköisesti saavutettavissa One Click LCA:n Carbon Designer 3D avulla. Tällä työkalulla eri suunnitteluvaihtoehtojen vertailu on mahdollista vielä aikasemmassa vaiheessa. Voit muun muassa vertailla runkorakenteita (esim. elementti vs. paikallavalu betonirunko), tai jopa runkotyypin mukaan (esim. Pilarilaatta vs. kantavat seinät). Carbon Designer 3D -työkalu antaa arkkitehdille mahdollisuuden optimoida rakennuksen jokaisen osan kestävyyden ja vähähiilisyysvaihtoehtojen osalta. Työkalu mahdollistaa suunnitteluvaihtoehtojen hiilidioksidipäästöjen optimoinnin, vertailun ja visualisoinnin ennen suunnittelun aloittamista.

Elinkaariarvioinnin esimerkki 2, case kiinteistökehitysyhtiö: Toiminnan energiatehokkuuden arviointi

Tässä esimerkissä kuvitellaan, että olet kiinteistökehittäjä, joka suunnittelee uuden asuntokompleksin rakentamista kaupunkialueelle. Olet sitoutunut luomaan energiatehokkaan kokonaisratkaisun, joka minimoi toiminnan hiilidioksidipäästöt.

Tavoitteesi tässä LCA:ssa on suunnitella asuinkompleksi todella energiatehokkaaksi, mutta samalla minimoida materiaaleihin sitoutunut hiili, sekä pitää lähiympäristön yhteisö tyytyväisenä suunnittelemalla ratkaisu, joka vaikuttaa mahdollisimman vähän ympäristöön. Selvityksesi käsittää rakennuksen ilmansuuntauksen, eristyksen, lasituksen, LVI-järjestelmiä, valaistusta koskevien suunnitteluvaihtoehtojen arvioinnin, sekä arvioida rakennuksen vaikutukset lähiympäristöön. Pääpaino on energiankulutuksen vähentämisessä ilman, että muusta rakentamisesta aiheutuneet ympäristövaikutukset lisääntyvät.

Alustava energia-analyysisi osoittaa, että passiivinen aurinkosuunnittelu ja energiatehokas LVI-järjestelmä tuottavat pienimmät toiminnalliset päästöt rakennuksen elinkaaren aikana. LCA:n avulla arvioit tarkemmin, kuinka paljon ympäristövaikutuksia kukin materiaalivalinta lisää kokonaisrakenteeseen. Näin saat yksityiskohtaisemman ja täydellisemmän kuvan kokonaishiilijalanjäljestä, ja voit valita tehokkaimman käyttöjärjestelmän, jolla on myös alhaisin hiilijalanjälki.

Voit myös arvioida energiatehokkaiden suunnitteluvaihtoehtojen toteuttamisen kustannusvaikutuksia, vertailla alkuinvestointeja, ylläpitokustannuksia ja mahdollisia energiansäästöjä rakennuksen elinkaaren aikana. Tavoitteena on löytää suunnitteluvaihtoehtoja, jotka vähentävät hiilidioksidipäästöjä ja tarjoavat hyvän tuoton.

Tämän lisäksi tonttisi rakennukselle on keskeisellä paikalla kaupungissa ja asukasyhteisö on luonnollisesti huolissaan, miten uusi rakennuskompleksi tulee vaikuttamaan heidän elinympäristöönsä. Tässä tilanteessa teet analyysin Envi-metin ratkaisulla ja analysoit vaikutukset mikroilmastoon, suunnittelet rakennusten sijoittelun siten, että tuuliolosuhteet ja auringonvalo maksimoidaan, mikä parantaa viihtyvyyttä ympäri vuoden. Lisäksi valitset ja sijoittelet kasvillisuuden ja viheralueet strategisesti, jotta ne tarjoavat luonnollista varjoa ja lämpösäätelyä kesäisin sekä suojaisuutta talvisin. Lopuksi voin simuloida eri materiaalien ja rakenteiden vaikutuksia ympäristön lämpötilaan ja mukavuuteen, jolloin voin tehdä tietoon perustuvia päätöksiä kestävyyden ja viihtyisyyden parantamiseksi.

Tässä esimerkissä LCA:n suorittaminen suunnittelun alkuvaiheessa mahdollistaa eri suunnitteluvaihtoehtojen arvioinnin ja energiatehokkaan lähestymistavan valitsemisen samalla kun minimoidaan rakentamisen ja materiaaleista syntyneet hiilidioksidipäästöt. 

One Click LCA:n kattavan LCA-työkalun ja tietokannan avulla rakennuttajat voivat tehokkaasti mitata ja vähentää hankkeidensa ympäristövaikutuksia. Lue lisää täältä.

Tässä skenaariossa olet insinööri, jonka tehtävänä on suunnitella energiatehokas ja ympäristön kannalta kestävä toimistorakennus. Tavoitteenasi on arvioida erilaisten eristemateriaalien ympäristövaikutukset rakennuksen vaipan osalta.

Eristystä tarkastellessasi tunnistat kaksi vaihtoehtoa: korkean suorituskyvyn suulakepuristetun polystyreenin (XPS) eristys ja selluloosakuitueristeen. XPS-eriste on tunnettu erinomaisista lämpöominaisuuksistaan, mikä saattaa johtaa korkeampaan toiminnalliseen energiatehokkuuteen. Ensimmäiset tutkimukset kuitenkin osoittavat, että XPS-eristeen valmistusprosessit aiheuttavat suuria hiilidioksidipäästöjä. Vaikka selluloosakuitueristeen lämpöteho on heikompi, sen odotetaan sisältävän vähemmän hiilidioksidipäästöjä uusiutuvan ja kierrätetyn sisältönsä ansiosta.

Käyttämällä LCA-ohjelmistoa ja ottamalla huomioon kaikki elinkaaren vaiheet, saatat huomata, että XPS-eristeen lupaamat toiminnalliset energiansäästöt ovat merkittäviä, mutta niitä varjostaa XPS-eristeen korkeat päästöt valmistusvaiheessa. Selluloosaeriste puolestaan on edullisempi vaihtoehto, kun otetaan huomioon kokonaishiilijalanjälki, huolimatta sen heikommasta lämpötehosta.

Tässä skenaariossa LCA-prosessi mahdollistaa tietoon perustuvan päätöksen tekemisen, kun otetaan huomioon molempien vaihtoehtojen kaikki ympäristövaikutukset ja pitkänaikavälin tehokkuus. Kun käytät hieman aikaa ymmärtääksesi paremmin eritystyyppien roolin kokonaishiilijalanjäljessä voit valita materiaalin, joka edistää rakennuksen ympäristökestävyyttä ja kuvastaa kokonaisvaltaisesti rakennuksen elinkaarivaikutuksia.

One Click LCA tarjoaa insinööreille pääsyn tuhansiin ympäristöselosteisiin, mikä tekee eri tuotteiden vertailusta helppoa ja yksinkertaista. Lue lisää EPD-asiakirjoista ja niiden roolista LCA:ssa.