Rakennustyömaa jossa betonielementtejä

Vähä­hii­li­sen betonin pääs­tö­vä­hen­nys­po­ten­ti­aali kerrostalorakentamisessa

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.

Rakennusten elinkaariarvion tulokset esittettynä kuvaajana ja taulukkona.
Taulukko 1. Arvioi­tu­jen raken­nus­ten hiili­ja­lan­jäl­jet kokonaisuudessaan.

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.

Eri materiaalien osuus päästöistä esitetty pylväsdiagrammina ja taulukkona.
Taulukko 2. Pääs­tö­ja­kauma materiaaleittain.

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 kgCO2e189097 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/a931289 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/a2130720 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 %
Taulukko 3. Pääs­tö­vä­hen­nys­po­ten­ti­aali valmisbetonilla.

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 kgCO2e426189 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/a889450 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/a2088881 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 %
Taulukko 4. Pääs­tö­vä­hen­nys­po­ten­ti­aali huomioi­den kaikki beto­ni­tuot­teet, myös elementit.

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:

  1. Beto­niyh­dis­tys. (2022). BY-Vähä­hii­li­syys­luo­ki­tus. https://vahahiilinenbetoni.fi/
  2. Kiwa. (2022). Serti­fi­kaat­ti­haku. https://www.kiwa.com/fi/fi/palvelutyyppi/sertifiointi-ja-arviointi/sertifikaattihaku/.
  3. 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.

Logot Pohjois-Karjalan maakuntaliitto, Business Joensuu, EAKR