Kuluneen 20 vuoden aikana, erityisesti viimeisen 10 vuoden, monet tutkijat ja insinöörit ovat osoittaneet elinkaaren huomioimisen tärkeyden infrastruktuurissa. (Bull 2015, s. 143).
Rakennuksilta edellytetään useimmiten pitkää käyttöikää, mutta kaikkien rakenneosien ei tarvitse kuitenkaan kestää koko rakennelman suunniteltua käyttöikää, sillä rakenneosien uusiminen tietyin aikavälein saattaa olla taloudellisesti edullisempaa. Tämä kuitenkin vaatii sen, että näiden osien vaihtaminen on helppoa eikä kyseinen osa ole kantavaa rakennetta.
(Häkkinen, et al. 2001, s. 21).
Elinkaarikustannuslaskentoja on sovellettu infrastruktuurin osalta esimerkiksi teiden suunnitteluprosessissa. Laaja-alaisempi käyttö infrastruktuurihankkeissa on kuitenkin vielä hyvin vähäistä, vaikka sekä julkinen että yksityinen sektori tiedostavat tämän tukevan päätöksentekoa. (American Society of Civil Engineers 2014, s. 1; Heralova 2014, s. 454).
Useimmat infrastruktuuriin liittyvät elinkaarikustannusanalyysit keskittyvätkin rakenteen tai rakennelman suorituskykyyn tai omaisuuksiin, esimerkiksi rakennusmateriaalien ja komponenttien valikoimista varten (Tesfamariam & et al. 2013, s. 590).
Elinkaarikustannustyökalujen käyttö on yleistymässä rakennustekniikan alalla, sillä infrastruktuurin omistajilla on nykypäivänä tarve maksimoida omaisuuden hyöty optimoidulla budjetilla (Matos et al. 2018, s. 1832). Elinkaarikustannusanalyysit ovat infrastruktuurihankkeissa suosittuja varsinkin yksityisellä sektorilla, sillä siellä on useimmiten enemmän tarvetta todistaa investoinnin taloudelliset tarpeet ja päätökset sekä omistajilla on yleensä useampi käyttökohde olevassa olevalle pääomalle. Julkisella sektorilla taas kannusteet tämän tarkastelun käyttämiselle ovat vähäisempiä. (American Society of Civil Engineers 2014, s. 1).
Infrastruktuurihankkeilla, erityisesti suurilla, kohdistuu päätöksenteossa paljon painoarvoa hankintakustannuksien lisäksi käyttö- ja ylläpitokustannuksiin. Tämän takia näkökulmaa pitäisi laajentaa tarkastelemaan alkuvaiheen ja pitkän aikavälin kustannuksia varmistaakseen budjetin kestävyyden ja paremman hallinnan. Laajentuneella näkökulmalla voidaan samalla tehostaa pitkän aikavälin päätöksentekoa. (American Society of Civil Engineers 2014, s. 1; Matos et al.
2018, s. 1833). Esimerkiksi 30 vuoden tarkasteluajanjaksolla rakennuksen investointikustannukset ovat vain 2 % elinkaarikustannuksista (US Green Building Council 1996, s. 16).
Elinkaarikustannusten huomioiminen rakennusten suunnittelun alkuvaiheissa on suppeaa vielä nykypäivänäkin, sillä tuleva rakennuksen omistaja kiinnittää huomionsa alkuinvestointikustannuksiin ja käytettävissä oleva data on epätarkkaa, vaikka kyseisessä vaiheessa pystytään kaikkein tehokkaimmin vielä minimoimaan elinkaarikustannuksia. (Hofer et al. 2012, s. 1632). Elinkaarikustannuslaskenta kannustaa yrityksiä löytämään tasapaino erityisesti hankintakustannuksien sekä käyttökustannuksien välille (Matos et al. 2018, s. 1834).
Rakennuksen omistamisen elinkaaren aikana syntyy kustannuksia sekä ympäristökuormituksia (Saari 2000, s. 754). Rakennuksen elinkaaren vaiheet täytyy tunnistaa, jotta nämä voidaan jaksottaa rakennuksen koko elinkaarelle. Eri aikoina syntyneet kustannukset yhteismitallistetaan nettonykyarvoon diskonttauskorolla. (Green Building Council Finland 2013, s. 41). Rakennukset ovat usein suunniteltu kestämään hyvin pitkän ajan, mutta elinkaarta tarkasteltaessa ei yleensä valita ajanjaksoksi niin pitkäksi. Kohteen hyötyjen ja kustannuksien arvioinnin epätarkkuus kasvaa mitä kauemmaksi tulevaisuuteen tarkastelu ulottuu sekä näiden merkitys lopputulokseen pienenee lähes merkityksettömäksi diskonttauksen takia (Virtala et al.
2011, s. 181)
Rakennukset kokevat elinkaarensa aikana useita vaiheita, joista neljä päävaihetta ovat rakentamista edeltävä vaihe, rakennusvaihe, käyttövaihe sekä loppuvaihe (Green Building Council Finland 2013, s. 42-43). Rakennushankkeissa elinkaarikustannustenlaskentaa voidaan soveltaa koko rakennettavan kohteen tai tietyn komponentin elinkaarelle. Yleisimpänä käyttökohteena on kuitenkin suunnitteluongelmien tunnistaminen alhaisimman elinkaarikustannusten vaihtoehdosta. (Gundes 2016, s. 918). Rakennuksen elinkaarikustannukset koostuvat rakennuskustannuksista, käytön kustannuksista sekä elinkaaren lopusta koituvista kustannuksista. Rakennuskustannuksia ovat rakennusmateriaalit sekä niiden kuljetus, työvoimakustannukset, energiakustannukset sekä suunnittelusta syntyvät kustannukset. (Bull 2015, s. 6)
Elinkaarikustannuslaskenta on matemaattinen menetelmä tukemaan tai muodostamaan päätöstä vaihtoehtojen välillä. Tämä menetelmä käsittää kaikki kustannukset, jotka liittyvät tarkasteltavan kohteen elinkaareen. (Bull 2015, s. 122). Useimmissa rakennuksissa käyttökustannukset kattavat suurimman osan elinkaaren kustannuksista, koska tämä on myös elinkaaressa oleva pisin vaihe sekä sisältävät esimerkiksi kunnossapidon ja huollon kustannukset. Jokaisella rakenneosalla sekä laitteella on omat tietyt pitoajat, jonka loputtua näiden tekninen kapasiteetti, luotettavuus ja laatu heikkenevät luonnollisen vanhentumisen ja käytön takia (Heralova 2014, s. 456). Kuvassa 7 on esitetty ei- asuintarkoitukseen olevan rakennuksen elinkaarella toteutuvia kustannuksia.
Kuva 7. Rakennuksen kustannukset (mukaillen Bull 2015, s. 3)
Alkukustannukset kattavat yleensä ainoastaan noin puolet koko elinkaaren kustannuksista useimmissa rakennuksissa, jolloin elinkaarilaskennalla voitaisiin tuoda esille suunnittelijoille ja muille päätöksen kokonaiskustannukset (Zeynalian et al. 2013, s. 53). Esimerkiksi infrastruktuurihankkeiden hankinta- ja rakentamiskustannukset kattavat noin 40-60 % elinkaarikustannuksista (Sarja 2006, s. 643). Toisaalta rakennuksien käyttövaiheen kustannuksiksi on myös esitetty kattavan noin 50-80 % kaikista kustannuksista, jolloin suunnittelu- ja rakennuskustannuksien osuus olisi ainoastaan noin 25 % (Dunston &
Williamson 1999, s. 56). Hankintakustannukset ovat omaisuuden hankkimiseen tarvittava
Rakennusmateriaalit
Työvoima
(rakennus & suunnittelu) Rakennuskustannukset Rakentamisen energia
Varaosat
Kunnossapidon
työvoima Käyttökustannukset
Elinkaaren loppukustannukset Kunnossapito
Energia
Yleiskustannukset
KÄYTTÖVAIHE
LOPPUVAIHE
EDELTÄVÄ VAIHE RAKENNUSVAIHE
rahallinen määrä, joka voi perustua joko todellisiin tai arvioituihin kustannuksiin riippuen ajankohdasta. (Konstantinos & Kantianis 2015, s. 317). Laskennan tuloksiin vaikuttavat monet eri tekijät, joista tärkeimpiä ovat valittu diskonttauskorko, inflaation mahdollinen huomioiminen sekä valittu analyysimenetelmä. (Mithraratne & Vale 2004, s. 8)
Alku- ja tulevat kustannukset voidaan huomioida elinkaarikustannuksissa huomioimalla rahan aika-arvo, joka kuvastaa mahdollista inflaatiota ja korkoja. Inflaatio kuvaa hinnan nousua ilman kohteen arvon kasvua. Elinkaaren aikana tapahtuvat kustannukset diskontataan nykyarvoon käyttäen sopivaa diskonttauskorkoa. Koron ja inflaation ennustaminen vaikeutuu ja hinnat voivat vaihdella suurestikin tarkasteltavan aikavälin pidentyessä, jolloin rakennusten pitkä elinikä tuo epävarmuutta tarkasteluun. (Islam, Jollands & Setunge 2015, s. 134).
Infrastruktuureissa elinkaarikustannuslaskentaa käytetään esimerkiksi optimaalisen kunnossapitostrategian löytämiseen ja rakennusmateriaalien vertailuun (Sarja 2006, s. 625).
Elinkaarikustannuslaskenta on rakennusalalla herättänyt soveltamisen kiinnostusta myös ympäristöön liittyvien asioiden päätöksentekoon, mutta menetelmän soveltamiseen tuo haastetta esimerkiksi ympäristökustannuksien huomioimisessa. Elinkaarikustannuslaskenta soveltuu enemmänkin kustannustehokkaimman vaihtoehdon löytämiseen, mutta vähemmän soveltuva kaikkein ympäristöystävällisimmän vaihtoehdon löytämiseen. (Gundes 2016, s. 917).
Esimerkiksi Euroopan unionin hankintadirektiivin mukaan elinkaarikustannuksissa on mahdollista huomioida ulkoisista ympäristövaikutuksista aiheutuvat kustannukset, mutta tällöin näiden vaikutuksien rahalliseen muotoon muuttamisen perusteet täytyvät olla määritettynä ja tarpeen vaatiessa mahdollista tarkistaa. Ulkoisia ympäristövaikutuksista aiheutuvia kustannuksia ovat esimerkiksi päästöt sekä ilmastonmuutoksen hillitsemisen kustannukset. (Helsingin kaupunki 2014b)
Kestävän rakentaminen suosio lisää haasteita infrastruktuurien rakentamiselle, sillä nykypäivänä pyritään rakentamaan mahdollisimman sekä ympäristöllisesti että kustannuksiltaan tehokkaita toteutuksia. Infrastruktuureja suunnitellaan ja rakennetaan harvoin tietylle käyttöiälle, mutta useimmiten oletetaan näiden toteuttavan niille suunniteltua tarkoitusta 50-75 vuotta (Ellingwoon & Lee 2016, s. 822). Investoinnit infrastruktuuriin ovat vahvasti sidoksissa pitkiin suunnitteluaikoihin sekä useamman vaikuttavan tekijän vaikutukseen, suuriin
yhteiskunnallisiin ja ympäristöllisiin vaikutuksiin sekä poliittisiin vaikutuksiin, jolloin nämä päätökseen vaikuttavat asiat olisi hyvä ottaa huomioon jo suunnittelussa (Sarja 2006, s. 625).
Kuva 8. Rakennuksen elinkaari (Sarja 2006, s. 637)
Kuvassa 8 on esitetty rakennuksen elinkaaren vaiheita, mistä nähdään infrastruktuurin suunnittelussa huomioitavia kohteita. Suunnittelijoita ei enää vaadita pelkästään miettimään, kuinka rakennuksia ja muita infrastruktuureja rakennetaan, vaan myös tarkastelemaan elinkaarenvaiheita ylläpidän keinoista hävittämiseen tai jopa uudelleenkäyttöön. Rakennusten rakennus- ja ylläpitoprosessi muuttuu elinkaarimaiseksi suunnittelua ja rakentamista huomioivaksi omaisuuden hallinnan prosessiksi, jonka muodostaa yrityksistä ja sidosryhmistä muodostuva arvoa luova verkosto. Rakennuksen elinkaaren hallinnassa ilmeneekin haasteita arvon ylläpitämisessä jatkuvasti muuttuvassa ympäristössä. Tämän takia rakennuksella saattaa olla elinkaarensa aikana useampi uudelleenkehitysvaihe, jossa kohteelle saatetaan uusia käyttökohteita. (Sarja 2006, s. 636-637)