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.

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.

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]

Case	US	YP	AP	IK	UO	AP	LP	US = Ulkoseinä
3	R0	R3-8	R0	R0	R0	EI	EI	YP = Yläpohja
4	R0	R3-8	R0	R9	R0	EI	EI	AP = Alapohja
5	R0	R3-8	R0	R0	R0	KYLLÄ	EI	IK = Ikkunat
6	R0	R3-8	R0	R9	R0	KYLLÄ	EI	UO = Ulko-ovet
7	R0	R0	R0	R0	R0	EI	EI	AP = Aurin­ko­pa­nee­lit (3 MWh/a)
8	R0	R3-8	R0	R0	R0	EI	85/15	LP = Lämpö­pum­put x% / x% sähkö
9	R0	R3-8	R0	R0	R0	EI	95/5	R0 = Nykyinen/vanha rakenne
11	R0	R3-8	R0	R9	R0	KYLLÄ	85/15	R1 = US-FF-PIR GYL (60+9)
12	R0	R3-8	R0	R0	R0	EI	EI	R2 = US-FF-PIR 50mm+koolaus+GN12
13	R1-R2	R0	R0	R0	R0	EI	EI	R3 = YP_V1-Paroc levyvilla
14	R1-R2	R3-8	R0	R0	R0	EI	EI	R4 = YP_V2-Paroc puhallusvilla
15	R0	R0	R0	R9	R0	EI	EI	R5 = YP_V3-Isover levyvilla
16	R1-R2	R3-8	R0	R9	R0	EI	EI	R6 = YP_V4-Isover puhallusvilla
17	R0	R3-8	R0	R0	R0	EI	EI	R7 = YP_V5-Ekovilla levyvilla
18	R0	R0	R0	R0	R0	EI	EI	R8 = YP_V6-Ekovilla puhallusvilla
19	R0	R3-8	R0	R9	R0	EI	EI	R9 = Ikku­noi­den vaihto

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]

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]

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]

---

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.

Artik­ke­li­kuva: Ksenia Senkova, kuviasuomesta.fi