Hiilijalanjälki- ja elinkaarikustannuslaskennan hyödyntäminen rakennuttamisessa

(1)

Panu Tolppi

HIILIJALANJÄLKI- JA ELINKAARIKUSTANNUSLASKENNAN HYÖDYNTÄMINEN RAKENNUTTAMISESSA

Rakennetun ympäristön tiedekunta

Diplomityö

Elokuu 2021

(2)

TIIVISTELMÄ

Panu Tolppi: Hiilijalanjälki- ja elinkaarikustannuslaskennan hyödyntäminen rakennuttamisessa

Diplomityö

Tampereen yliopisto

Rakennustekniikan tutkinto-ohjelma Elokuu 2021

Rakennusten hiilijalanjälkilaskenta on tulossa Suomessa pakolliseksi 2020-luvun puolivälissä.

Tekemällä elinkaarikustannuslaskenta hiilijalanjälkilaskennan rinnalla voidaan päästöjä vähentää kustannustehokkaasti ja antaa parempia lähtötietoja päätöksentekoon. Tampereen kaupunki ja Tampereen Tilapalvelut Oy ovat päättäneet aloittaa hiilijalanjälki- ja elinkaarikustannuslaskennan kaikissa suuremmissa talonrakennushankkeissa ennen pakollisuutta eli jo vuodesta 2021 alkaen.

Tässä diplomityössä selvitettiin, kuinka hiilijalanjälki- ja elinkaarikustannuslaskentaa voidaan mahdollisimman tehokkaasti hyödyntää rakennuttamisprosessissa. Tavoitteena oli luoda malli, jossa tilattavien laskelmien avulla hanketta voidaan ohjata vähäpäästöiseen ja kustannustehok- kaaseen suuntaan, sekä seurata päästöjen ja kustannusten kehittymistä laskennan hyödyntämi- sen seurauksena.

Aihetta tutkittiin kirjallisuuskatsauksen, dokumenttianalyysin ja teemahaastattelujen avulla.

Kirjallisuuskatsauksessa selvitettiin hiilijalanjälki- ja elinkaarikustannuslaskennan yleisiä periaat- teita ja hyödyntämismahdollisuuksia. Dokumenttianalyysissä tutkittiin jo tehtyjä hiilijalanjälki- ja elinkaarikustannuslaskelmia ja arvioitiin niiden hyviä ja huonoja puolia hankkeiden ohjaamisen ja lopputuloksen todentamisen kannalta. Haastateltavia olivat Tampereen kaupungin ja Tampereen Tilapalveluiden edustajia, joilta kysyttiin näkemyksiä tämänhetkisestä tilanteesta ja tulevaisuuden näkymistä hiilijalanjälki- ja elinkaarikustannuslaskentaa koskien. Lisäksi Helsingin kaupungin edustajaa haastateltiin Helsingin elinkaarimallin toteutuksesta. Viimeisenä haettiin aiheen asian- tuntemusta haastattelemalla kahta elinkaarilaskentaa tekevän yrityksen edustajaa, sekä yhtä ura- koitsijaa.

Aineiston perusteella havaittiin, että hiilijalanjälki- ja elinkaarikustannuslaskenta on vielä uusi asia, joka ei ole muodostunut normiksi. Laskelmien sisällössä ja hyödyntämisessä on suuria eroja eri tahojen välillä, vaikka ympäristöministeriön hiilijalanjälkilaskentamalli on laajasti käytössä. Yk- sittäisen tilaajan tai laskijan kannattaa vakioida omissa hankkeissaan tehtävää laskentaa mahdollisimman pitkälle tulosten vertailtavuuden parantamiseksi.

Hiilijalanjälki- ja elinkaarikustannuslaskennan hyödyntämisessä on tärkeää tehdä ohjaavaa laskentaa varhaisessa suunnitteluvaiheessa ja todentavaa laskentaa suunnittelun lopussa. Var- haisessa suunnitteluvaiheessa tehtävällä ohjaavalla laskennalla voidaan merkittävästi vaikuttaa rakennuksen ominaisuuksiin. Todentavan laskennan avulla voidaan yksiselitteisesti todentaa, kuinka hyvin hanke onnistui asetettuihin tavoitteisiin nähden, ja havainnoida ohjaavan laskennan vaikutuksia. Kun molemmat laskennan vaiheet otetaan käyttöön, on hiilijalanjälki- ja elinkaarikus- tannuslaskelmien hyödyntämisen jatkokehittämiselle hyvät lähtökohdat.

Avainsanat: hiilijalanjälki, elinkaari, kustannuslaskenta, rakennuttaminen

Tämän julkaisun alkuperäisyys on tarkastettu Turnitin OriginalityCheck –ohjelmalla.

(3)

ABSTRACT

Panu Tolppi: Applying carbon footprint and life-cycle costing calculations in construction contracting

Master’s Thesis Tampere University Civil Engineering October 2021

Buildings carbon footprint calculations are becoming mandatory in Finland in the mid-2020s.

By calculating life-cycle costs alongside the carbon footprint, emissions can be reduced cost- efficiently, and better data can be provided for decision making. The city of Tampere and Tam- pereen Tilapalvelut Oy have decided to start buying carbon footprint and life-cycle cost calculations for all larger construction projects before it becomes mandatory starting from 2021.

This thesis aimed to find out how to apply carbon footprint and life-cycle cost calculations as efficiently as possible during the constructions project. The objective was to create a model where the calculations could be used to guide the project towards a low emission and cost-effective direction and follow the development of emissions and costs caused by applying the calculations.

The subject was studied using a literature review, document analysis and semi-structured interviews. The literature review was used to find the basic principles of calculating the carbon footprint and life-cycle costs and how the calculations can be applied in constructions projects.

The document analysis was used to study carbon footprint and life-cycle cost calculations which have been done so far and estimate their good and bad qualities for guiding the project and determining the result. The interviewees were representatives of the city of Tampere and Tam- pereen Tilapalvelut Oy regarding the present state and future views of applying carbon footprint and life-cycle cost calculating. In addition, a representative of the city of Helsinki was interviewed on the implementation of their building life-cycle model. Lastly expertise on the topic was searched by interviewing two representatives of companies that offer life-cycle calculation services and one representative of a large contractor.

By studying the data, it was clear that carbon footprint and life-cycle cost calculating is still a new thing that hasn’t become a norm. The content of different calculations as well as the ways to apply them differ widely although the Ministry of the Environments carbon footprint calculations model was widely used. Any party doing or ordering the calculations should standardize their calculations as far as possible in order to improve the comparability of the results.

In applying carbon footprint and life-cycle cost calculations it is important to do both, a guiding calculation in the early design phase and a verifying calculation at the end of designing the building. By applying the calculations in the early design phase, the features of the building can be greatly affected. The verifying calculations can verify how well the project went in relations to its goals and the effects of applying the calculations can be observed. When both calculations are taken in to use there is a good basis to continue improve calculating and applying carbon foot- prints and life-cycle costs.

Keywords: Carbon footprint, lifecycle, costing, construction contracting

The originality of this thesis has been checked using the Turnitin OriginalityCheck service.

(4)

ALKUSANAT

Tämä diplomityö päättää pitkän kouluttautumisen polun ja toimii siirtymäriittinä opiske- lusta työelämään. Diplomityötä varten ehdotettiin useampaa aihetta Tampereen Tilapal- veluiden toimesta. Ehdotetuista aiheista valitsin hiilijalanjälki- ja elinkaarikustannuslaskennan hyödyntämisen ja valittua aihetta rajattiin yhteistyössä Tampereen Tilapalvelui- den sekä työn ohjaajien kanssa.

Haluan kiittää Tampereen Tilapalveluiden laatupäällikköä Tiina Sarkkista, rakennutta- mispäällikköä Jukka Kauppista ja hankepäällikköä Antti Lakkaa työn aiheen pohdinnasta sekä palautteesta kirjoitusprosessin aikana. Ohjauksesta ja tuesta haluan kiittää työn ohjaajia professori Matti Penttiä ja tutkijatohtori Arto Köliötä. Lisäksi suuri kiitos kuuluu kaikille haastatteluihin osallistuneille, jotka uhrasivat aikaansa työn valmistumisen eteen.

Edellä mainittujen lisäksi kiitän kaikkia ystäviä ja sukulaisia, jotka ovat jaksaneet kuun- nella pohdintojani diplomityöhön liittyen ja tarjonneet uusia näkökulmia sekä apua työn eri vaiheissa.

Tampereella, 31.8.2021

Panu Tolppi

(5)

SISÄLLYSLUETTELO

1. JOHDANTO ... 1

1.1 Tausta ja ajankohtaisuus ... 1

1.2 Tavoitteet ... 2

2.AINEISTO JA MENETELMÄT ... 4

3. RAKENNUSTEN ELINKAARILASKENNAN STANDARDIT JA OHJEISTUKSET .. 7

3.1 Termien määrittely ... 7

3.2 EN standardien ja ympäristöministeriön laskentamallit ... 9

3.3 Laskennan tavoite ja kohteen määrittely ... 10

3.4 Toiminnallinen yhdenmukaisuus, arviointijakso ja skenaariot ... 11

3.5 Vaatimukset käytetyille tiedoille ... 13

3.6 Läpinäkyvyys ja raportointi ... 13

4.HIILIJALANJÄLKI- JA ELINKAARIKUSTANNUSLASKENTA ... 15

4.1 Elinkaariarviointi ja hiilijalanjälki ... 15

4.2 Elinkaarikustannuslaskenta ... 16

4.3 Elinkaariarviointiin käytettävät tiedot ... 17

4.4 Elinkaarilaskennan hyödyntäminen ... 18

4.5 Elinkaarilaskenta korjausrakentamisessa ... 20

4.6 Simulointiin perustuvan optimoinnin hyödyntäminen elinkaariarvioinnissa ... 23

5. TAMPEREEN KAUPUNGIN TALONRAKENNUSHANKKEIDEN RAKENNUTTAMISPROSESSI ... 25

5.1 Tampereen Tilapalvelut Oy yrityksenä ... 25

5.2 Rakennuttamisprosessin vaiheet... 26

6. HAASTATTELUTUTKIMUS JA DOKUMENTTIANALYYSI SEKÄ NIIDEN TULOKSET ... 29

6.1 Haastattelututkimuksen ja dokumenttianalyysin teemat ... 29

6.2 Hiilijalanjälki- ja elinkaarikustannustavoitteiden asettaminen ja vastuun jakautuminen ... 30

6.3 Elinkaarilaskennassa huomioitavat seikat ... 33

6.4 Elinkaarilaskennan hyödyntäminen hankkeen eri vaiheissa ... 39

6.5 Ristiriitaisten tavoitteiden keskinäinen priorisointi ... 41

6.6 Elinkaarilaskennan tulosten raportoinnin periaatteet Tampereen kaupungin talonrakennushankkeissa ... 42

6.7 Simulointiin perustuva monitavoiteoptimoinnin soveltuvuus Tampereen kaupungin kohteisiin ... 44

(6)

6.8 Elinkaarilaskennan käytäntöön viemiseen liittyvien riskien arviointi .... 45

6.9 Tutkimustulosten luotettavuuden arviointi ... 47

6.10 Tulosten yhteenveto ... 48

6.11 Toimintaehdotukset Tampereen kaupungin talonrakennushankkeisiin49 7. POHDINTA ... 55

7.1 Elinkaarilaskennan hyödyntäminen ... 55

7.2 Jatkotutkimusehdotukset ... 56

LÄHTEET ... 57

(7)

KUVALUETTELO

Kuva 1. Rakennuksen elinkaari ja siihen liittyviä termejä mukaillen EN

15978 (2011) ... 7 Kuva 2. Suunnitelmien muutosten hinta ja vaikutus suhteessa

suunnitteluvaiheeseen (käännetty Paulson 1976, Basic et al. 2019 mukaan) ... 19 Kuva 3. Korjausrakentamisen päätöksenteon kuusi osa-aluetta mukaillen

Nielsen et al. (2016) ... 21 Kuva 4. Simulointiin perustuvan optimoinnin vaiheet mukaillen Niemelä

(2018) ... 23 Kuva 5. Rakennushankkeen suunnitteluprosessin Tampereen kaupungin

hallinnoima osuus (Isojen rakennushankkeiden prosessi 2021) ... 26 Kuva 6. Rakennushankkeen Tilapalveluiden prosessi Suunnittelun

valmistelu - Rakentaminen (Isojen rakennushankkeiden prosessi

2021) ... 27 Kuva 7. Tunturin päiväkodin vertailuskenaariot hiilijalanjäljelle (Näsänen

2020) ... 31 Kuva 8. Messukylän päiväkodin hiilijalanjälki elinkaaren vaiheen mukaan

jaoteltuna. (Kinnunen & Lindqvist 2021a) ... 35 Kuva 9. Messukylän päiväkodin kumuloituvat elinkaarikustannukset (Runtti

2021a) ... 36 Kuva 10. Isokuusen päiväkodin rakennevertailu rakennuksen tasolla -

Kustannus/päästövertailu (Ollilainen et al. 2020) ... 39 Kuva 11. Asuinkerrostalon keittämisvaihtoehtojen kumulatiivinen

hiilijalanjälki 50 vuodessa. (Huuhka et al. 2021) ... 43 Kuva 12. Ehdotus elinkaarilaskennan hyödyntämiselle

rakennuttamisprosessin vaiheissa... 50

(8)

LYHENTEET JA MERKINNÄT

CO2e Hiilijalanjäljelle yleisesti käytetty yksikkö eli hiilidioksidiekvivalentti EPD (engl. Environmental product declaration) standardoitu ympäri-

stöseloste

Kitia Tampereen kaupungin kiinteistöt, tilat ja asuntopolitiikka -palvelu- ryhmä

LCA (engl. Life cycle analysis) Elinkaarianalyysi

Level(s) EU:n rakennusten resurssitehokkuuden mittaamisen menetelmä LOD-asteikko (engl. Level of detail) Tietomallin tarkkuuden asteikko

RT-kortti Rakennustieto Oy:n kortistomuotoinen tietokokoelma Tilapalvelut Tampereen Tilapalvelut

(9)

1. JOHDANTO

1.1 Tausta ja ajankohtaisuus

Maailmanlaajuisesti ilmastotoimia ohjaa vuonna 2016 voimaan tullut Pariisin sopimus, jonka tavoite on pitää maapallon keskilämpötilan nousu selvästi alle 2 °C:een. Pariisin sopimus ei edellytä tiettyjä toimia, vaan asettaa vaatimukset kansallisten tavoitteiden tie- dottamiseen ja ylläpitämiseen. Suomi sekä EU ovat sitoutuneet Pariisin sopimukseen.

EU:n tavoitteena on vähentää kasvihuonepäästöjä 40 prosenttia vuoteen 2030 men- nessä suhteessa vuoden 1990 tasoon. (Valtioneuvosto 2016) Rakennusalan vaikutus kasvihuonekaasupäästöihin on merkittävä rakennusten tuottaessa 36 prosenttia Euroo- pan kasvihuonekaasupäästöistä (European Comission 2020).

Rakennushankkeiden hiilijalanjäljen pienentämiselle luodaan vaatimuksia EU:n ja ympä- ristöministeriön toimesta. EU pyrkii edistämään kestävää rakentamista EN-standardien ja vapaaehtoisen Level(s)-menetelmän avulla. Venäläinen et al. (2019) mukaan Level(s) on standardoitu rakennusten kestävyyden mittaus ja raportointi työkalu, joka pyrkii luomaan EU-tasolla yhtenäisen menetelmän. Yhtenäisen menetelmän avulla eripuolilla EU:ta tehdyt laskelmat olisivat keskenään vertailukelpoisia. Level(s) arviointia voidaan tehdä kolmella eritasolla, jotka ovat yksinkertaistettu -, vertaileva - ja yksityiskohtainen arvio. Eri tasoilla pyritään sovittamaan Level(s) eri taitotasolla olevien käyttäjien toimin- taan. (Venäläinen et al. 2019)

Ympäristöministeriö ohjaa Suomessa hiilipäästöjä rakennustasolla vähähiilisen rakentamisen tiekartan avulla. Tiekartan mukaan hiilijalanjäljenlaskenta ja päästörajat liitetään rakennusmääräyksiin 2020-luvun puolivälissä. Suomen ohjausmenetelmästä pyritään tekemään helppokäyttöinen ja kustannustehokas. Hiilijalanjäljen laskentaan ympäristö- ministeriö soveltaa EU:n Level(s) menetelmää ja EN-standardeja. (Bionova Oy 2017) Ympäristöministeriö on julkaissut 30.8.2019 laskentamallin ja 1.3.2021 kansallisen pääs- tötietokannan ensimmäiset versiot, joita voidaan jo hyödyntää hiilijalan- ja hiilikädenjäl- kilaskennassa, ja joita tullaan vielä kehittämään käyttäjiltä saadun palautteen avulla (ym- päristöministeriö 2019; ympäristöministeriö 2021). Ympäristöministeriö edistää kestävää rakentamista erikseen julkisten hankintojen osalta hankintaoppaiden muodossa (Kuitti- nen & le Roux 2017 a,b).

(10)

Tampereen Tilapalvelut (jatkossa Tilapalvelut) on Tampereen kaupungin omistama osa- keyhtiö, joka tarjoaa rakennushanke- ja ylläpitopalveluita. Tampereen kaupunki ja Tila- palvelut pyrkivät pääsemään ympäristöministeriön asettamiin tavoitteisiin hiilipäästöjen osalta, jonka lisäksi ne ovat asettaneet omia päästötavoitteitaan, joita on esitetty Hiili- neutraali Tampere 2030 – tiekartassa (2020). Tiekartta käsittelee koko kaupungin toi- mintaa, mutta esittää erikseen toimia rakentamisen suhteen. Rakentamista tarkastellaan laajemmin sekä kaupunkisuunnittelun tasolla että yksittäisten hankkeiden kannalta. Kau- pungin kiinteistöjen uudisrakentamiseen pyritään ottamaan mukaan elinkaaren hiilijalan- jälki- ja kustannuslaskenta useilla eri tasoilla, jotka ovat palveluverkkosuunnittelu, tarve- selvitys, hankesuunnittelu ja toteutussuunnittelu. Muita rakentamiseen liittyviä tavoitteita ovat muun muassa rakennusten käyttöasteiden parantaminen, energian kysyntäjouston lisääminen, uusiutuvan energian tuotanto kiinteistöllä, ilmaston muutokseen varautumi- nen ja purkujätteen hyötykäytön lisääminen. Kaupungin kiinteistöjen korjausrakentamisen puolella keskitytään energiaratkaisujen parantamiseen. Myös kiinteistönpidon rapor- tointia ja seurantaa tehostetaan sekä asetetaan tilatehokkuus- ja kustannustasotavoit- teita. (Hiilineutraali Tampere 2030 – tiekartta 2020)

Tilapalvelut on vastannut monelta tasolta tuleviin elinkaaren hiilijalanjälkitavoitteisiin aloittamalla hiilijalanjälkilaskennan ostamisen ja hyödyntämisen hankkeissaan kasva- vassa määrin vuodesta 2020 lähtien. Hiilijalanjälkilaskennan rinnalla lasketaan elinkaa- rikustannuksia, jotta voidaan rakentaa myös taloudellisesti kestäviä rakennuksia, ja hiili- jalanjälkeä voidaan pienentää kustannustehokkaasti. Tässä diplomityössä selvitetään, kuinka hankittavia laskelmia voidaan hyödyntää mahdollisimman tehokkaasti rakennushankkeiden eri vaiheissa.

1.2 Tavoitteet

Diplomityössä selvitetään, kuinka Tampereen kaupungin talonrakennushankkeissa pys- tytään mahdollisimman tehokkaasti hyödyntämään hiilijalanjälki- ja elinkaarikustannuslaskentaa. Optimaalisen ratkaisun löytämiseksi kartoitetaan, mitä tietoja hiilijalanjälki- ja elinkaarikustannuslaskennan avulla on hankkeen eri vaiheissa mahdollista selvittää, ja millaisen ohjausvaikutuksen elinkaarilaskennan hyödyntäminen mahdollistaa. Jotta dip- lomityön tuloksia voidaan mahdollisimman sujuvasti liittää rakennuttamisprosessiin, kartoitetaan Tampereen kaupungin talonrakennushankkeita ohjaavan päätöksenteon kriitti- set pisteet ja kuinka elinkaarilaskenta voi tukea päätöksentekoa eri vaiheissa.

Ohjausvaikutuksen lisäksi selvitetään tehokkaita ja havainnollisia datan keräämisen ja raportoinnin muotoja, joiden avulla voidaan seurata oman toiminnan kehittymistä, ja varmistaa tiedon välittyminen oleellisille sidosryhmille. Datan keräämisen avulla voidaan

(11)

tunnistaa elinkaaren kannalta edullisia ratkaisuja, joita voidaan käyttää jatkossa suunnittelun pohjana.

Tutkimuskysymykset ovat:

• Miten hiilijalanjälki- ja elinkaarikustannuslaskelmia voidaan hyödyntää rakennut- tamisen eri vaiheissa?

• Mitä ja kuinka tarkkoja tietoja hiilijalanjälki- ja elinkaarikustannuslaskenta voi tuottaa rakennushankkeen eri vaiheissa?

• Miten laskelmien ohjausvaikutuksen toteutuminen voidaan varmistaa?

• Mitä asioita hiilijalanjälki- ja elinkaarikustannuslaskennan käyttöönotossa Tila- palveluilla tulee huomioida?

Diplomityössä rajaudutaan rakennuttamisprosessin aikaisiin vaiheisiin ja pääpaino pi- detään uudisrakentamisessa. Laskennan osalta kartoitetaan pääperiaatteet ja tulosten kannalta merkittävät osatekijät, mutta ei perehdytä yksittäisten laskentaohjelmien toi- mintaan.

(12)

2. AINEISTO JA MENETELMÄT

Tässä diplomityössä käytetään konstruktiivista tutkimusmenetelmää. Työhön haetaan kvalitatiivista tietoa useilla eri menetelmillä ja pyritään luomaan lähteiden pohjalta selkeä ja perusteltu innovatiivinen konstruktio esitettyjen tutkimusongelmien ratkaisemiseksi.

Menetelminä käytetään kuvailevaa kirjallisuuskatsausta, teemahaastatteluja ja doku- menttianalyysiä.

Kuvaileva kirjallisuuskatsaus antaa teoreettisen pohjan, jonka tuella muita tuloksia tarkastellaan. Kuvailevassa kirjallisuuskatsauksessa kirjoittaja valitsee aiheen kannalta oleellisimmat tutkimukset valittujen rajausten sisällä (Rhoades & Ellen 2011). Kirjalli- suuskatsauksessa perehdytään aihetta koskevaan lainsäädäntöön ja ohjeistuksiin kan- sallisella ja EU-tasolla, sekä aiheeseen liittyviin tieteellisiin julkaisuihin. Lainsäädäntö ja ohjeistukset luovat raamit toiminnan kehittämiselle, ja julkiselle hankkijalle asetetut vaatimukset otetaan huomioon. Hiilijalanjälki- ja elinkaarikustannuslaskenta kehittyy nopeasti menetelmien ja lainsäädännön osalta 2020-luvun alussa. Nopean kehityksen seurauksena tieto vanhenee nopeasti, joten kirjallisuuskatsauksessa keskitytään tuoreim- paan tietoon, ja pyritään varmistamaan käytettyjen lähteiden ajankohtaisuus.

Dokumenttianalyysin avulla olemassa olevaa aineistoa voidaan tarkastella systemaattisesti ja retrospektiivisesti. Dokumenttianalyysin prosessiin kuuluu tutkittavien dokument- tien tietojen tunnistaminen, valitseminen, arviointi ja synteesi. (Bowen 2009) Analyysi toteutetaan Tuomi & Sarajärvi (2002) mukaisella teoriaohjaavalla analyysillä, jossa teoria toimii analyysin tukena, mutta analyysi ei rajaudu pelkästään teoriaan. Analyysissä ei testata teoria toimivuutta, vaan pyritään analyysiä ja teoriaa yhdistämällä muodostaa uusia näkökulmia. (Tuomi & Sarajärvi 2002, s. 109) Dokumenttianalyysin avulla diplomi- työssä arvioidaan, miltä osin elinkaarilaskentaraporttien sisältö vastaa tilaajan tiedon tar- peisiin.

Dokumenttianalyysillä tutkitaan Tilapalveluilta saatavaa aineistoa eli tehtyjä hiilijalanjälki- ja elinkaarikustannuslaskelmia. Huhtikuuhun 2021 mennessä Tilapalvelut ovat pilotoi- neet elinkaarilaskentaa neljässä eri uudisrakennushankkeessa, jotka ovat Isokuusen päiväkoti ja koulu (Ollilainen et al. 2020), Etelä-Hervannan koulu (Tepponen 2020), Mes- sukylän päiväkoti (Runtti 2021a; Kinnunen & Lindqvist 2021b) ja Tampereen paloasema etelä (Runtti 2021b; Kinnunen & Lindqvist 2021). Vertailun monipuolistamiseksi otetaan

(13)

dokumenttianalyysiin mukaan 6Aika Energiaviisaat kaupungit -hankkeessa olleen Hel- singin kaupungin tilaama Tunturin päiväkodin hiilijalanjälkilaskentaraportti (Energiavii- saat kaupungit 2020; Näsänen 2020).

Teemahaastattelut ovat puolistrukturoituja haastatteluja, joissa on ennalta määrättyjä ky- symyksiä, mutta kysymyksien järjestystä ja sisältöä voi muuttaa kesken haastattelun (Hirsjärvi & Hurme 2010, s. 47-48). Teemahaastattelussa pyritään löytämään tutkimus- aiheen kannalta merkityksellisiä vastauksia (Tuomi ja Sarajärvi 2002, s. 88).

Haastateltavien valinnassa pyrittiin löytämään mahdollisimman asiantuntevat henkilöt käsitellyn aiheen suhteen. Haastateltavien valinnassa hyödynnettiin Tilapalveluiden ja ohjaajien suosituksia ja yritysten nettisivuja. Lisäksi muutama haastateltava valittiin Tila- palveluiden ja Tampereen kaupungin järjestämän elinkaariasiantuntijanpalvelun kilpailu- tukseen liittyvään markkinavuoropuheluun osallistuneiden listasta. Haastateltavia lähes- tyttiin sähköpostilla ja puhelimitse diplomityöhön osallistumisesta. Yksi henkilö kieltäytyi haastattelusta ja yksi ehdotti haastateltavaksi samasta yrityksestä toista henkilöä, joka osallistui haastatteluihin. Haastatteluissa selvitettiin näkemyksiä kahdesta eri näkökul- masta, joista ensimmäinen on tilaajan näkökulma, ja haastateltavia olivat Helsingin - ja Tampereen kaupungin edustaja, sekä Tilapalveluiden henkilöstöä. Toinen näkökulma oli tarjoajan näkökulma, jota edustivat elinkaarilaskentaa tekevien yritysten edustajia sekä yksi urakoitsijan edustaja.

Tilapalveluita haastatteluissa edustivat hankeinsinööri Sinikka Vähämaa, rakenneasian- tuntija Minna Suomela ja LVI-asiantuntija Pekka Paterno. Tampereen kaupunkia edusti asunto- ja kehityspäällikkö Auli Heinävä. Helsingin kaupungin tiedettiin olevan Tampe- retta edellä elinkaarilaskennan hyödyntämisessä, ja Helsingin kokemuksia ja näkemyk- siä selvitettiin Helsingin kaupungin johtavan energia-asiantuntijan Anni Tynin haastatte- lulla. Lisäksi yksityisen sektorin näkemyksiä selvitettiin Granlund Oy:n liiketoiminnan ke- hityspäällikön Ulla Nykterin, Vahanen group:in rakennusten sisäilman, elinkaaren ja korjaamisen asiantuntijan ja kehittäjän (jatkossa elinkaaren asiantuntija) Arto Toorikan ja YIT:n kehityspäällikön Elina Virolaisen haastatteluilla.

Haastatteluja oli yhteensä kahdeksan ja kaikissa haastatteluissa käsiteltiin samoja teemoja, mutta kysymyksiä muokattiin vastaamaan haastateltavan toimenkuvaa. Haastat- teluiden teemoja olivat elinkaaritavoitteiden asettaminen, elinaarilaskennan hyödyntämi- nen hankkeen eri vaiheissa, vastuun jakautuminen, ristiriitaisten tavoitteiden priorisointi, tulosten raportointi ja riskien tunnistaminen. Myös muita aiheita, kuten monitavoiteopti- mointia ja laskentamalleja, käsiteltiin kyseisiin aiheisiin paremmin perehtyneiden haas-

(14)

tateltavien kanssa. Haastattelujen kysymyspohja on esitetty luvussa 6.1. Kaikki haastat- telut järjestettiin etänä, joko Microsoft Teams:n tai puhelimen välityksellä 6.4.2021 - 30.4.2021 välisenä aikana ja ne kestivät 32-109 minuuttia. Pisimmän haastattelun aikana keskusteltiin myös diplomityön ulkopuolisista asioista eli haastattelujen diplomi- työtä koskeva osuus oli 32-80 minuuttia. Osa haastatteluista nauhoitettiin haastateltavan annettua siihen lupa ja kaikille haastateltaville lähetettiin tietosuojailmoitus henkilötieto- jen käsittelyä koskien. Lisäksi kaikki haastateltavat antoivat luvan nimien käyttämiseen diplomityössä. Haastateltavat saivat myös kommentoida haastattelujen tuloksia ennen niiden julkaisemista.

(15)

3. RAKENNUSTEN ELINKAARILASKENNAN STANDARDIT JA OHJEISTUKSET

3.1 Termien määrittely

Tässä diplomityössä rakennuksen elinkaari määritellään EN 15978 (2011) standardin määrittelemällä tavalla. Elinkaaren vaiheet ja eri osakokonaisuuksille käytettyjä termejä ovat näkyvillä kuvassa 1.

Kuva 1. Rakennuksen elinkaari ja siihen liittyviä termejä mukaillen EN 15978 (2011)

EN 15978 (2011) mukainen rakennuksen elinkaari on jaettu neljään osaan, jotka ovat tuotteet, rakentaminen, käyttö ja purkaminen. Mallissa huomioidaan myös elinkaaren ul- kopuolisten vaikutusten olemassaolo. Neljä päävaihetta jaetaan pienempiin osakokonai- suuksiin tarkemman paikantamisen mahdollistamiseksi. (EN 15978 2011)

Elinkaaren hiilijalanjälki jaotellaan usein myös tuotesidonnaiseen – ja käytön hiilijalanjäl- keen, joiden merkitys ei ole yksiselitteinen. Green Building Council Finland (2020) mukaan käytön hiilijalanjälki tarkoittaa vaiheiden B1-B7 hiilijalanjälkeä, mutta Roberts et al.

(2020) mukaan käytön hiilijalanjälki tarkoittaa vain vaiheita B6 ja B7. Kummassakin läh- teessä tuotesidonnainen hiilijalanjälki määritellään samalla tavalla eli vaiheina A1-A5, B1-B5 ja C1-C4 (Green Building Council Finland 2020; Roberts et al. 2020). Jatkossa

(16)

tässä diplomityössä käytetään Roberts et al. (2020) mukaista käytön hiilijalanjäljen mää- ritelmää. Roberts et al. (2020) määritelmä on mielestäni parempi, koska käytön - ja tuotesidonnainen hiilijalanjälki eivät sisällä päällekkäisiä vaiheita, ja ne muodostavat yh- dessä koko elinkaaren hiilijalanjäljen.

Rakennuksen elinkaarta voidaan tarkastella monien eri muuttujien näkökulmasta. Elin- kaariarvio on ympäristövaikutusten arviointinmetodi, jossa voidaan tarkastella useita eri ympäristövaikutusluokkia kuten hiilijalanjälkeä (Green Building Council Finland 2020).

Elinkaariarviota sovelletaan eri tutkimuksissa eri ympäristövaikutusluokkien arviointiin ja eri elinkaaren vaiheiden tutkimiseen (Campioli et al. 2020; Castro & Pasanen 2019; Mar- rero et al. 2020).

Rakentamisessa rakennushankkeen hiilijalanjäljellä tarkoitetaan usein elinkaaren hiilija- lanjälkeä, jossa elinkaaren kasvihuonekaasupäästöt muutetaan hiilidioksidiekvivalentiksi (CO2e). Kasvihuonekaasujen ilmastoa lämmittävä vaikutus muutetaan hiilidioksidin vastaavaksi vaikutukseksi ilmakehässä. Virallisesti hiilijalanjälki on ilmakehän lämpenemistä kuvaava ympäristövaikutusluokka, ja termit hiilijalanjälki ja ilmastonlämpenemispotenti- aali ovat molemmat käytössä. (Green Building Council Finland 2020)

Hiilikädenjälki on elinkaaren aikaisten ilmastohyötyjen summa hiilidioksidiekvivalenttina.

Hiilikädenjälki voi tarkoittaa ilmastohyötyä verrattuna vastaavaan tuotteeseen tai palve- luun. (Green Building Council Finland 2020) Ympäristöministeriön vähähiilisyyden arvi- ointimenetelmässä hiilikädenjäljellä tarkoitetaan kaikkia rakennushankkeesta seuraavia ilmastohyötyjä (ympäristöministeriö 2019). Hiilikädenjälki tarkoittaa yleisesti ympäristö- hyötyjä, mutta on oleellista huomioida laskelmia tutkiessa, miten ilmastohyödyt on ra- jattu.

Roberts et al. (2020) mukaan elinkaariarviota käsittelevien tutkimuksien yhteydessä tarkastellaan usein elinkaarikustannusten ja elinkaariarvion yhteensovittamista. EN 16627 (2015) määrittelee elinkaarikustannukset rakennuksen tai sen osan elinkaaren aikaisina kustannuksina teknisten ja toiminnallisten vaatimusten täyttyessä. Standardin mukaan elinkaarikustannukset voidaan laskea diskonttaamalla tulevat kustannukset nettonyky- arvoon. (EN 16627 2015)

Elinkaarilaskenta on ylätason termi, joka kertoo kyseessä olevan koko elinkaaren ajalle tehtävä tarkastelu, mutta ei huomio tarkasteltavaa suuretta. (ympäristöministeriö 2019) Tässä diplomityössä termiä elinkaarilaskenta käytetään, kun kuvataan yleisiä periaat- teita, jotka eivät ole suurekohtaisia.

(17)

3.2 EN standardien ja ympäristöministeriön laskentamallit

Elinkaarilaskennalle on määritelty yleiset periaatteet ja vaatimukset kansainvälisissä ISO-standardeissa. Elinkaariarvioinnin osalta eurooppalainen EN 15978 on kuitenkin yleisemmin käytetty standardi maailmanlaajuisesti. EN-standardeilla on Suomessa kansallisen standardin asema. (Bionova Oy 2017) Standardien osalta tässä diplomityössä rajaudutaan EN-standardeihin, eikä huomioida muita standardeja, kuten ISO-standardeja. Rajaus perustuu EN-standardien laajaan käyttöön ja viralliseen asemaan, sekä ympäristöministeriön mallin pohjautumiseen EN-standardiin.

Eurooppalainen standardipaketti CEN/TC 350 määrittelee kestävän rakennuksen elinkaarilaskennan menetelmät. Standardipaketissa huomioidaan ekologiset, taloudelliset ja sosiaaliset vaikutukset, joille määritellään määrällisiä ja laadullisia indikaattoreita. Tavoit- teena on luoda yhdenmukaiset laskentamallit tulosten vertailtavuuden mahdollistamiseksi. Standardipaketissa kestävää rakentamista tarkastellaan tuote-, rakennus- ja vii- tekehystasoilla. (EN 15643-1 2010) Sosiaalista näkökulmaa ei erikseen käsitellä tässä diplomityössä, koska työ rajautuu hiilijalanjäljen ja elinkaarikustannusten tarkasteluun.

Viitekehystasolla määritellään karkeasti kestävän rakentamisen periaatteet, ja määritel- lään arvioinnin osat, jotka pyritään yhdenmukaistamaan. Viitekehys pitää sisällään tavoitteiden määrityksen, arvioinnin kohteen rajaukset moduuleittain, toiminnallisen yhdenmukaisuuden määrittelyn, skenaarioiden määrittelyn, läpinäkyvyyden varmistamisen periaatteet ja raportointiohjeet. Nämä arvioinnin tekemisen vaatimukset ovat periaatteiltaan samat ekologiselle, taloudelliselle ja sosiaaliselle arvioinnille. (EN 15643-1 2010) Ekolo- gisia ja taloudellisia näkökulmia koskevissa viitekehyksissä määritellään yleisten arvioinnin vaatimusten lisäksi vaatimukset käytetylle datalle ja eri indikaattorien laskennalle (EN 15643-2 2011; EN 15643-4 2012).

Standardien lisäksi Euroopan komissio on kehittänyt Level(s)-viitekehyksen, joka on va- paaehtoinen mittaamisen ja raportoinnin menetelmä. Level(s) keskittyy kuuteen pääindi- kaattoriin, joihin kuuluvat myös elinkaarikustannukset ja hiilijalanjälki. EN-standardit toimivat menetelmän pohjana. Level(s) on jaettu kolmeen eri asteeseen, jotka on tarkoitus toteuttaa eri projektin vaiheissa. Ensimmäinen aste on hankesuunnitteluvaiheessa teh- tävä laadullinen arvio. Toinen aste on toteutussuunnittelu ja rakennusvaiheessa tehtävä yksityiskohtainen määrällinen arvio ja viimeinen aste on rakentamisen ja käytön seu- ranta. (Dodd et al. 2020) Venäläinen et al. (2019) raportoivat Level(s)-menetelmän Suo- messa tehtyjen testien tuloksia. Raportissa Level(s)-menetelmää pidettiin hyödyllisenä rakennusten kestävyyden lisäämiseen ja ymmärryksen parantamiseen. Menetelmän

(18)

hyödyntämiseen vaadittavaa laskentaa ei nähty erityisen haastavana. Negatiivista pa- lautetta Level(s) sai ohjeistuksen monimutkaisuudesta, suuresta työmäärästä, indikaattorien rajoituksesta ja selkeän lisäarvon puuttumisesta. (Venäläinen et al. 2019)

Suomen kansallisia ohjeistuksia kestävästä rakentamisesta tuottaa ympäristöministeriö, joka keskittyy erityisesti vähähiiliseen rakentamiseen (Bionova Oy 2017) ja julkisten hankintojen ohjeistukseen (Kuittinen & le Roux 2017 a, b). Ympäristöministeriö (2019) mukaan Suomen rakennusmääräyksiin tullaan liittämään pakollinen hiilijalanjäljen arviointi, jonka lisäksi tullaan asettamaan rakennustyyppikohtaiset päästörajat. Muutokset on suunniteltu tehtäväksi 2020-luvun puolivälissä. Pohjana laskentamenetelmille ja säädök- sille toimivat EN-standardit ja Level(s)-menetelmä. Ympäristöministeriö on kuitenkin luo- nut oman Suomessa käytettävän vähähiilisyyden arviointimenetelmänsä, jonka ensim- mäinen versio on julkaistu 2019. (ympäristöministeriö 2019)

Laskentamenetelmän ekologisille indikaattoreille määrittää EN 15978 (2011) ja taloudel- lisille indikaattoreille EN 16627 (2015). Seuraavissa kappaleissa verrataan EN-standardien menetelmien eroja ja yhtäläisyyksiä ympäristöministeriön laskentamalliin. Samalla selviää, mitkä ovat julkisten tahojen mielestä laskennan kannalta oleelliset vaiheet ja te- kijät, sekä kuinka ne tulisi laskennassa huomioida.

3.3 Laskennan tavoite ja kohteen määrittely

Ympäristöministeriön menetelmässä tavoitteet asetetaan suoraan lopullisiin vaikutuk- siin, eli rakennusten elinkaaren aikaisten kasvihuonekaasupäästöjen pienentämiseen.

Tähän lopulliseen tavoitteeseen pyritään pääsemään asettamalla hiilijalanjälkilaskenta rakennuslain perusteella pakolliseksi ja asettamalla päästörajoja. (ympäristöministeriö 2019) EN-standardien tavoitteena on luoda hyödyllinen menetelmä elinkaaren kestävyy- den arviontiin. Menetelmän tavoitteena on tukea kestäviä valintoja, ja mahdollistaa sel- keä ja vertailukelpoinen dokumentointi. Toimiva menetelmä mahdollistaa eri ratkaisujen keskinäisen vertailun, hyötyjen tunnistamisen, tavoitteiden asettamisen indikaattoreille, tulosten viestinnän ja säädösten kehityksen tukemisen. (EN 15978 2011; EN 16627 2015) Tavoitteiden osalta EN-standardeissa ja ympäristöministeriön ohjeessa on selkeä ero. EN-standardit toimivat kestävän rakentamisen mahdollistajana, ja ympäristöminis- teriön ohje toimii tiukemmin rajattuna laskentamenetelmänä.

EN-standardeissa laskennan kohteeksi määritellään rakennus, sen perustukset ja ton- tilla tapahtuvat rakennukseen liittyvät työt. Jos laskentaa tehdään vain rakennuksen tai elinkaaren osalle tai osa jätetään laskennan ulkopuolelle, niin tehty valinta täytyy raportoida. (EN 15978 2011; EN 16627 2015) Ympäristöministeriön laskentamenetelmässä

(19)

(2019) laskennan kohde on koko rakennus, tontin rakenteet ja keskeiset osat talotekni- sistä järjestelmistä. Laskennan ulkopuolelle rajataan kasvillisuus, maaperä tai rakentamisen väliaikaiset telineet ja suojaukset. (ympäristöministeriö 2019)

Tarkempaa elinkaareen kuuluvien tekijöiden rajausta tehdään kaikissa malleissa samo- jen moduulien avulla, lukuun ottamatta ainoastaan EN 16627-standardissa käytettyä A0 moduulia. A0 pitää sisällään ennen rakentamisen aloittamista syntyneet kustannukset, kuten tontin kustannus ja suunnittelun kustannukset. Yksittäisten moduulien sisällöissä on pieniä eroja, kuten työmaan väliaikaisten rakenteiden huomiointi vain EN-standardeissa. (EN 16627 2015)

Suurimmat erot mallien välillä muodostuu EN-standardien ja ympäristöministeriön mallin välille, koska ne huomioivat laskennassaan eri määrän moduuleja. EN-standardit huomioivat kaikki elinkaareen kuuluvat moduulit, mutta ympäristöministeriön mallissa ei las- keta moduuleja B1, B2 ja B7 ja moduuli B5 arvioidaan erikseen eikä elinkaaren osana.

(EN 15978 2011; EN 16627 2015; ympäristöministeriö 2019)

3.4 Toiminnallinen yhdenmukaisuus, arviointijakso ja skenaa- riot

Toiminnallisella yhdenmukaisuudella tarkoitetaan kaikissa malleissa teknisiä ja toiminnallisia vaatimuksia, joiden täyttyessä kahta eri ratkaisua voidaan pitää toiminnan kannalta toisiaan vastaavina. Ratkaisujen ollessa toiminnallisesti yhdenmukaisia, voidaan eri ratkaisuja arvioida ekologisten ja taloudellisten mittarien avulla. (EN 15978 2011; EN 16627 2015; ympäristöministeriö 2019) Ympäristöministeriön mallissa toiminnallista vas- taavuutta ei määritellä tämän tarkemmin (ympäristöministeriö 2019).

EN-standardeissa toiminnallisen yhdenmukaisuuden arvioinnin täytyy pitää sisällään vä- hintään rakennuksen tyyppi, relevantit tekniset ja toiminnalliset vaatimukset, käyttötar- koitus ja vaaditun käyttöiän. Jos samalle kohteelle tehdään usean tyyppisiä arvioita, esimerkiksi ekologinen ja taloudellinen arvio, tulee kaikissa arvioissa käyttää samoja toiminnallisen yhdenmukaisuuden vaatimuksia. Jos asiakas ei ilmoita selkeitä toiminnallisia vaatimuksia, täytyy laskijan tehdä ja kirjata oletukset, joiden pohjalta toiminnallinen vas- taavuus voidaan määritellä. (EN 15978 2011; EN 16627 2015)

Arviointijakson osalta kaikki laskentamallit mahdollistavat tavoitekäyttöiän käyttämisen arviointijaksona. Käytännöt poikkeavat kuitenkin toisistaan, jos halutaan käyttää jotain muuta ajanjaksoa arviointijaksona. (EN 15978 2011; EN 16627 2015; ympäristöministe- riö 2019) Ympäristöministeriön mallissa oletusarviointi jakso on 50 vuotta, jonka tilalla voidaan käyttää tavoitekäyttöikää, jos sitä käytetään muun suunnittelun lähtökohtana

(20)

(ympäristöministeriö 2019). EN-standardeissa tavoitekäyttöikä on oletuksena saman pi- tuinen, kuin arviointijakso, mutta siitä voidaan poiketa, jos poikkeama voidaan perustella (EN 15978 2011; EN 16627 2015). EN 15978 (2011) mukaan tavoitekäyttöiästä poike- tessa käytön aikaiset päästöt tulee kertoa muutoskertoimella, joka on arviointijakso jaet- tuna tavoitekäyttöiällä. EN 16627-standardissa (2015) arviointijakson ollessa tavoite- käyttöikää lyhyempi täytyy purkuvaiheen kustannukset laskea tavoitekäyttöiän loppuun arviointijakson sijaan. Mikäli arviointijakso on tavoitekäyttöikää pidempi, muodostetaan skenaario remontoinnille tai purulle ja uudisrakentamiselle, mikä mahdollistaa käyttöiän pidentämisen arviointijakson pituiseksi tai sen yli. (EN 16627 2015)

Skenaarioilla tarkoitetaan malleja eri elinkaaren vaiheiden ajansuhteen riippuvaisille omi- naisuuksille, kuten käyttötavat, tavoitekäyttöikä ja huoltojen tiheys ja sisältö. (EN 15978 2011; EN 16627 2015; ympäristöministeriö 2019) Ympäristöministeriö (2019) ei määrit- tele, kuinka skenaarioita tulisi luoda, vaan skenaariot saadaan tulevaisuudessa kansallisesta päästötietokannasta, josta löytyvät vakioidut skenaariot eri tilanteille. Skenaarioita voidaan kuitenkin käyttää arvioitaville moduuleille jo ennen kansallisen tietokannan käyt- töönottoa lukuun ottamatta moduuleita A1-A3. Näiden itse muodostettujen skenaarioiden tulee pohjautua lainsäädäntöön, tyypilliseen teknologiaan ja asiakkaan vaatimuksiin.

(ympäristöministeriö 2019)

EN-standardeissa skenaarioita voidaan tehdä mittausten, laskennan, arvioiden tai oletusten pohjalta, mutta käytettyjen tietojen vaatimukset ja tehdyt oletukset tulee raportoida. Skenaarioiden vaatimukset määritellään moduuleittain tai moduuliryhmittäin. Ylei- sesti ottaen skenaariot määritellään siivoukselle, huollolle, vaihdoille ja muille ylläpidon tehtäville käyttäen ainakin asiakkaan vaatimuksia, käyttöikäsuunnittelua ISO-standardien mukaan, tavarantoimittajien tietoja ja käyttötarkoitusta lähtötietoina. (EN 15978 2011; EN 16627 2015)

Skenaarioiden osalta nähdään selvästi EN-standardien ja ympäristöministeriön mene- telmän eriävien tavoitteiden vaikutukset. EN-standardi antaa yhdenmukaiset keinot skenaarioiden määrittelyyn, ja ympäristöministeriön malli tarjoaa kansalliset vakioskenaa- riot. EN-standardi ei kykene antamaan vastaavaa valmista ratkaisua, koska sitä on tarkoitus soveltaa paljon laajemmalle ja ympäristöltään vaihtelevalle alueella. Ympäristömi- nisteriön menetelmä hyödyntää paikallisuuttaan, mutta samalla merkittävästi heikentää menetelmän soveltuvuutta Suomen ulkopuolella.

(21)

3.5 Vaatimukset käytetyille tiedoille

Ympäristöministeriön mallissa päästötiedot on tarkoitus hakea kansallisesta tietokannasta. Tietokannan valmistumiseen asti osalle moduuleissa käytetyistä tiedoista asetetaan minimivaatimukset Level(s)-menetelmän tietojen laatu asteikolla 0-3. Osalle mo- duuleista ei ole vähimmäisvaatimuksia, mutta käytettyjen tietojen lähde pitää raportoida.

(ympäristöministeriö 2019)

EN 16627-standardissa (2015) kustannustiedoille on asetettu yleisluontoisia vaatimuksia, kuten tietojen tulee olla mahdollisimman tuoreita ja tietojen uskottavuus tulee tarkastaa. Käytetyille tiedoille tulee myös tehdä herkkyysanalyysi. Nettonykyarvo laskentaa varten standardissa on määritelty diskonttauskoroksi 3 prosenttia, jonka mukainen laskelma täytyy esittää, vaikka hyödynnettäisiin muutakin korkoa. (EN 16627 2015) Ekologisten vaikutusten osalta EN-standardeissa käytetään oletuksena EN 15804 mukaisia ympäristöselosteita (EPD). Tuotetasolla EN-standardissa on vain ympäristövaiku- tuksia koskevia standardeja. EN 15804 määrittää rakennustuotteiden tyypin 3 ympäris- töselosteiden laadinnan yleissäännöt ja raportoinnin muodon. Ympäristöselosteilla on viiden vuoden voimassaoloaika, joten EPD-tietokannat pysyvät ajantasaisina. Raken- nustuotteita ei voida kuitenkaan vertailla vain niiden ympäristöselosteiden perusteella, vaan vertailu täytyy tehdä rakennustasolla, jolloin koko tuotteen elinkaari tulee huomioi- tua. (EN 15804 2012+A2 2019) Mikäli tarvittavia ympäristöselosteita ei voida hyödyntää, täytyy syyt raportoida ja käyttää EN 15804-standardissa määriteltyjä yleisiä vaatimuksia käytetyille tiedoille (EN 15978 2011).

Käytettävien tietojen vaatimuksissa toistuu ympäristöministeriön mallin riippuvuus pääs- tötietokannasta. EN-standardeissa ekologisia tietoja standardoidaan kustannustietoja voimakkaammin. Oletettavasti tämä johtuu kustannustietojen käytön pidemmästä histo- riasta ja niiden oikeellisuuden yksinkertaisemmasta varmistamisesta toteutuneiden kustannusten avulla. Ekologiset tiedot ovat monimutkaisia jo useiden indikaattorien vuoksi, mutta myös yksinkertaisen seurantamenetelmän puuttumisen takia. Tietojen määrittämi- sen ollessa haasteellisempaa täytyy tietoja muodostaessa usein tehdä enemmän valintoja, jolloin vakioitujen tulosten saamiseksi tarkempi standardointi on tarpeellista.

3.6 Läpinäkyvyys ja raportointi

Niin EN-standardeissa kuin ympäristöministeriön ohjeessa laskennan läpinäkyvyys ja vakioitu raportointi ovat erittäin tärkeät, koska ne mahdollistavat samalla menetelmällä tehtyjen laskelmien keskinäisen vertailun. Raportoinnin lähtöoletusten selkeä kirjaami-

(22)

nen mahdollistaa myös vertailtavuuden asteen arvioinnin. Kaikissa tutkituissa menetel- missä on myös vaatimus käytettyjen tietojen ja niiden laadun raportointiin. (EN 15978 2012; EN 16627 2015; ympäristöministeriö 2019)

On tärkeää havaita, että EN 15978 ja ympäristöministeriön menetelmissä hiilijalanjälki ilmoitetaan eri yksikössä. EN 15978 menetelmällä voidaan laskea tuloksia useille eri indikaattoreille, mutta tämän diplomityön keskittyessä hiilijalanjälkeen, oleellisin indikaat- tori on hiiliekvivalenttia per neliö (kgCO2e/m²). Ympäristöministeriön mallissa raportoi- daan hiilijalan- ja hiilikädenjälki yksiköllä hiiliekvivalenttia per neliö per arviointiajanjakso vuosina (kgCO2e/m²/a). (EN 15978 2012; ympäristöministeriö 2019) Ympäristöministe- riön mallissa arviointijakson pituus vaikuttaa saatuun arvoon eri lailla kuin EN-standardissa. Jos rakennus on käytön ajalta hiilipositiivinen ympäristöministeriön mallissa arviointijakson pidentäminen voi kasvattaa tai vähentää hiilijalanjälkeä. Samalla oletuksella EN-standardin mukaisella yksiköllä arviointijakson pidentäminen kasvattaa hiilijalanjäl- keä.

Ympäristöministeriön laskentamallissa arvioinnin luotettavuus perustuu ohjeessa annetun rajauksen noudattamiseen, energiatehokkuuden laskemiseen annetun asetuksen mukaan, ja taulukkoarvojen ja kansallisen päästötietokannan hyödyntämiseen. Rapor- toinnissa elinkaaren vaiheiden päästöt tulee eritellä ja mahdolliset muut vaikutukset tulee ilmoittaa erillisenä lisätietona. (ympäristöministeriö 2019) Ympäristöministeriön mallissa laskijalle ei jää paljoa valintoja tehtäväksi, jolloin laskenta on jäykkää, mutta erittäin ver- tailukelpoista ja helppoa. Kansallisen päästötietokannan ensimmäinen versio avattiin koekäyttöön 1.3.2021, ja se on Suomen ensimmäinen kaikille avoin ja maksuton pääs- tötietokanta (ympäristöministeriö 2021).

EN-standardien mukaisessa raportoinnissa kaikki laskentaan käytetyt tiedot ja oletukset tulee esittää raportissa. Tulokset esitetään moduuleittain, ja mikäli jonkun moduulin vai- kutusta ei ole huomioitu, tulee sekin raportoida. Luetettavuus voidaan varmistaa erilli- sellä prosessilla. Luotettavuuden arvioinnissa tutkitaan, onko valitut rajaukset ja skenaariot pidetty vakioina koko laskennan ajan, käytetyt tiedot oikein raportoitu ja määrälas- kenta oikein toteutettu. (EN 15978 2011; EN 16627 2015) EN-standardit mahdollistavat laskijalle enemmän vaikutusmahdollisuuksia kuin ympäristöministeriön menetelmä, mutta pakottavat laskijan tarkkaan raportointiin tehdyistä toimenpiteistä. Laskijalla on enemmän mahdollisuuksia vaikuttaa laskentaan, jolloin laskelma voi kuvata todellisuutta paremmin, mutta laskelmien vertailtavuus heikkenee.

(23)

4. HIILIJALANJÄLKI- JA ELINKAARIKUSTANNUS- LASKENTA

4.1 Elinkaariarviointi ja hiilijalanjälki

Elinkaariarvioinnissa rakennuksen määrätiedot yhdistetään tuotteiden elinkaaritietoihin.

Periaatteessa laskenta on mahdollista suorittaa käsin, mutta se on erittäin työlästä. Käy- tännössä laskenta suoritetaan siihen tarkoitetulla ohjelmalla tai yhdistämällä elinkaariarviointi tietomalliin. Tietomalleja pyritään hyödyntämään laskennan nopeuttamisessa ja automatisoinnissa, sekä laskennasta saatavien hyötyjen lisäämiseen. Tietomallien ja elinkaariarvioinnin yhdistämiseen on olemassa useita eri työkaluja, joiden automaatio- aste vaihtelee merkittävästi. Yksi työkalujen tyyppi on tuoda tietomallista automatisoi- dusti määräluettelo lähtötiedoksi. Yleensä tiedot tuodaan Excel-tiedostona, jonka pohjalta varsinainen elinkaarilaskenta tapahtuu. Tietomallista määrätiedot voidaan tuoda myös suoraan laskentaohjelmistoon, jossa laskentaa on voitu automatisoida Excel-laskentaa pidemmälle. Kolmas vaihtoehto laskennan toteuttamiselle on liittää elinkaaritiedot suoraan tietomalliin ja suorittaa laskenta tietomallissa erillisen ohjelman sijaan. (Crippa et al. 2020) Santos et al. (2019) mukaan elinkaariarviointiin tarkoitetut laskentatyökalut rajautuvat tiettyihin indikaattoreihin. Jos laskentaa tehdään useille eri indikaattoreille, täytyy huomioida eri laskentatyökaluihin kuuluvat indikaattorit, ja mahdollisesti useiden eri laskentatyökalujen rinnakkainen käyttö. (Santos et al. 2019)

Tietomallin hyödyntämistä elinkaariarvioinnissa koskevissa tutkimuksissa käsitellään usein vain osaa elinkaaresta. Tuote- ja käyttövaiheisiin keskitytään paljon rakentamis- ja purkuvaiheita enemmän. Syyksi oletetaan vaikeudet tuoda skenaariot mukaan laskentaan. (Soust-Verdaguer et al. 2017) Esimerkiksi Goulouti et al. (2020) tutkimuksessa todettiin suurimman osan elinkaarilaskelmista käyttävän vakioarvoja osien vaihtovälin eli moduulin B4 vaikutuksien laskennassa. Vakioitujen arvojen käytön sijaan voitaisiin hyö- dyntää todennäköisyyksiin perustuvia laskelmia, jotka mahdollistavat osien käyttöiän tarkemman arvioinnin. Osien käyttöiän arvioinnin merkitys kasvaa koko rakennuksen arviointijakson pituuden kasvaessa. Käytännön kannalta ei nykymenetelmillä ole järkevää laskea kaikkien rakennusosien käyttöikää todennäköisyyksien kautta. Suurin hyöty saadaan, kun lasketaan kokonaisuuden kannalta merkittävimpien rakennusosien käyttöikä todennäköisyyksien avulla, ja muiden osien käyttöiät voidaan määrittää vakioarvoilla.

(Goulouti et al. 2020) Suomessa RT-kortti kiinteistöjen tekniset käyttöiät ja kunnossapi- tojaksot tarjoaa keskimääräisiä teknisiä käyttöikiä, huoltovälejä ja kunnossapitojaksoja

(24)

(RT 18-10922 2008). Keskimääräisiä käyttöikätietoja on saatavilla, mutta niitä ei välttä- mättä hyödynnetä. Suomen betoniyhdistyksen (2016) ohjeessa betonirakenteiden suun- nittelukäyttöikä määritetään todennäköisyyksien avulla ajanjaksona, jonka 95 prosenttia rakenteista kestää säilyttäen oleelliset ominaisuutensa. Käyttöikien hajonta on kuitenkin suurta ja keskimääräinen käyttöikä on huomattavasti suunnittelukäyttöikää pidempi.

(Suomen betoniyhdistys 2016, s. 8-9). Elinkaariarvioinnissa arviointijaksona voitaisiin käyttää keskimääräistä käyttöikää, koska tällöin saadaan keskimääräinen ympäristö- kuorma kyseiseltä rakenteelta. Elinkaariarvion tulos vastaisi tällöin arviointikohteen kes- kimääräisiä päästöjä.

Hiilijalan- ja hiilikädenjäljen analyysi perustuu elinkaariarviointiin, mutta keskittyy vain il- mastonlämpenemispotentiaalin tutkimiseen. Useissa tutkimuksissa hiilijalanjäljen ja elinkaariarvion välillä ei tehdä selkeää eroa vaan hiilijalanjäljen laskenta nähdään yhden tyyppisenä elinkaariarviointina. Tällöin elinkaariarviointia käsittelevien tutkimusten tulokset voidaan suoraan soveltaa hiilijalanjäljen laskentaan ja useissa tapauksissa myös itse tutkimuksissa hiilijalanjälkilaskentaa käytetään elinkaariarvion esimerkkilaskelmissa.

(Roberts et al. 2020)

4.2 Elinkaarikustannuslaskenta

Laskennan perusosat ovat samat elinkaariarvioinnille ja elinkaarikustannuslaskennalle.

EN-standardien mukaan tietyt lähtötiedot, kuten skenaariot ja käyttöiät, täytyy pitää va- kiona molemmissa laskelmissa (EN 15978 2011; EN 16627 2015). Tästä syystä elinkaariarvio ja elinkaarikustannuslaskenta saavat paljon tukea toisistaan, ja laskemalla ne saman aikaisesti voidaan vertailla ratkaisuvaihtoehtoja useasta näkökulmasta. Perinteinen investointikustannuslaskenta rajoittuu moduuleihin A0-A5 elinkaarikustannuslaskennan käsittäessä kaikki elinkaaren vaiheet. Santos et al. (2019) mukaan elinkaarikustannus- tiedot saadaan yhdistämällä perinteisiin hankintakustannuksiin elinkaaritietoja, kuten käyttöiät, kuljetuskustannukset ja energiankulutus. Ongelmana on, että luotettavia kustannustietoja käyttö- ja huoltovaiheisiin on heikosti saatavilla (Filipa 2018).

Elinkaarikustannuslaskennalle ominainen nettonykyarvon laskenta vaatii myös sisäisen korkokannan määrittämisen. Sisäisen korkokannan avulla tulevat kustannukset diskon- tataan nykyhetkeen. (Santos et al. 2019) Nettonykyarvoa laskettaessa tulevat kustannukset yhteismitallistetaan lähtöhetkeen, jolloin alkuinvestointi ja myöhemmin realisoitu- vat kustannukset saavat oikeat painoarvot. Pienenkin sisäisen korkokannan käyttö on merkittävä, koska monet rakennuksen kustannukset, kuten purkukustannukset realisoi- tuvat pitkän ajan kuluttua. Jo 2 prosentin sisäinen korkokanta pienentää 50 vuoden päästä syntyviä kustannuksia yli 60 prosenttia.

(25)

4.3 Elinkaariarviointiin käytettävät tiedot

Elinkaariarviointiin käytetyillä elinkaaritiedoilla on ratkaiseva merkitys laskennan tuloksiin. Elinkaaritiedoille on olemassa useita eri tietokantoja, jotka sisältävät eri tarkoituksiin soveltuvaa tietoa. Tietomallin tarkkuus vaihtelee suunnitteluvaiheen mukaan, ja samoin vaihtelee tietomallista saatavien määrätietojen tarkkuus. Laskentaan käytettävien tietojen tulee vastata määrätietojen tarkkuutta, jotta laskenta voidaan suorittaa. Jos elinkaarilaskentaa tehdään useassa hankkeen suunnitteluvaiheessa, täytyy käytetyn tietokannan sisältää monen tasoista tietoa, tai eri vaiheissa täytyy käyttää eri tietokantoja. (Ca- valliere et al. 2019)

Käytetyt tiedot voidaan jaotella yleiseen (generic), keskimääräiseen (average) ja tuotekohtaiseen (specific). Yleiset tiedot mallintavat prosesseja, jotka eivät ole valmistajan hallinnassa. Yleisiä tietoja käytetään, jos muuta tietoa ei ole saatavilla. Keskimääräinen tieto on tuotekohtaisista tiedoista muodostettu keskiarvo tietylle tuotteelle. Tuotekohtai- nen tieto on tietyn valmistajan prosesseista laskettua tietoa yksittäiselle tuotteelle. Termit eivät ole täysin vakiintuneet ja niitä käytetään usein väärin. (Silvestre et al. 2015) Martínez-Rocamora et al. (2016) tutkivat rakennusten elinkaariarvioinnissa käytettäviä tietokantoja, ja havaitsivat suuria eroja eri tietokantojen tietojen laadussa. Suurin osa tietokannoista sisältää vain tuotevaiheen tietoja elinkaaritietojen sijaan. Elinkaaritiedot vaihtelevat merkittävästi maantieteellisten alueiden mukaan, jolloin tietyllä alueella ke- rättyjä tietoja ei tulisi käyttää muualla. (Martínez-Rocamora et al. 2016)

Passer et al. (2015) tekemässä katsauksessa selvitettiin viiden Euroopan maan EN- 15804-standardiin pohjautuvien EPD-tietokantojen yhdenmukaisuutta. Tutkimuksessa havaittiin, että eri maiden tietokannat eivät olleet täysin yhdenmukaiset. EPD-tiedoissa havaittiin kuitenkin olevan enemmän yhtäläisyyksiä kuin eroavaisuuksia. Standardointi pidettiin lähtökohtaisesti hyvänä työkaluna yhdenmukaisten tietojen tuottamista varten.

(Passer et al. 2015) Samankaltaisia tuloksia saivat myös Gelowitz ja McArthur (2017) tutkimuksessaan, jossa todettiin EN-15804-standardin käytön parantavan EPD-tietojen laatua, mutta laatuongelmia oli havaittavissa standardin käytöstä huolimatta.

Elinkaaritietojen soveltuvuutta arvioitaessa tulee ottaa huomioon kolme ulottuvuutta. En- simmäinen ulottuvuus on jako yleiseen -, keskimääräiseen - ja tuotekohtaiseen tietoon, joka kertoo minkä tasoisen suunnitelman kanssa tiedot ovat yhteensopivat. Toinen ulottuvuus on laajuus, eli kuinka suurta osaa elinkaaren vaiheista tiedot koskevat. Viimeinen ulottuvuus on laatu, eli kuinka tarkasti ja yhdenmukaisesti tiedot vastaavat esitettyihin vaatimuksiin.

(26)

Tietokantojen laadun ja yhdenmukaisuuden puutteet vaikeuttavat elinkaariarvioiden te- kemistä ja heikentävät laskelmien luotettavuutta. Ratkaisuksi ongelmaan ympäristömi- nisteriö julkaisi 1.3.2021 rakentamisen päästötietokannan ensimmäisen version (ympä- ristöministeriö 2021). Kansallisen päästötietokannan yhdistäminen ympäristöministeriön laskentamalliin parantaa vertailtavuutta entisestään, ja yhteen sijaintiin kootut päästötie- dot helpottavat laskentaa. Suomen laajuinen tietokanta ei kuitenkaan poista laajempaa Euroopan tai maailman laajuista yhdenmukaisuuden ja luotettavuuden puutetta.

4.4 Elinkaarilaskennan hyödyntäminen

Elinkaariarviointi suoritetaan useimmiten suunnittelun valmistuttua ympäristösertifikaat- tien pakollisena osana (Basic et al. 2019). Suunnittelun jälkeen tehdyillä laskelmilla ei kuitenkaan voida vaikuttaa rakennuksen ympäristöpäästöihin. Kuvan 2 mukaisesti suurin vaikutus on varhaisessa suunnitteluvaiheessa tehdyillä päätöksillä. Cavalliere et al.

(2019) mukaan aiheen tutkimukset keskittyvät yleensä joko varhaiseen suunnitteluvaiheeseen tai suunnittelun loppuvaiheeseen, jolloin kaikki materiaalitiedot ovat saatavilla.

Elinkaariarviointia voidaan kuitenkin hyödyntää joustavasti kaikissa suunnittelun vaiheissa. (Cavalliere et al. 2019). Roberts et al. (2020) havaitsivat saman ilmiön ja jaotte- levat eri lähestymistavat reaktiiviseen ja proaktiiviseen elinkaariarviointiin, joita erottaa se ohjaako arvio suunnittelua vai todentaako se lopputuloksen. Obrecht et al. (2020) tekemässä systemaattisessa kirjallisuuskatsauksessa löydettiin useita tutkimuksia, joissa pyrittiin hyödyntämään elinkaariarviointia suunnittelun varhaisessa vaiheessa. Eri tutkimuksissa käytetään sisällöltään ja määrältään vaihtelevia suunnitteluvaiheita, joka vaikeuttaa tutkimustulosten vertailua. Monissa tutkimuksissa tutkitaan yleisesti varhaisen suunnitteluvaiheen elinkaariarviointia, mutta varhaista suunnitteluvaihetta ei ole tarkasti määritelty. (Obrecht et al. 2020) Suunnitteluvaiheen tarkan määrittelyn sijaan elinkaariarvion tarkkuuden määrittely voidaan tehdä suhteessa käytetyn tietomallin tarkkuu- teen (Cavalliere et al. 2019). LOD-asteikko (Level of Development) määrittelee tietomallin tarkkuudelle minimivaatimukset viidellä eri tasolla, jotka ovat LOD 100 - LOD 500 (AIA Document G202™ 2013). Cavalliere et al. (2019) esittävät tutkimuksessaan mallin, jossa elinkaariarviointia käytetään jatkuvasti koko suunnitteluprosessin ajan. Elinkaariarvio tiedot ja käytetty laskentamenetelmä sidotaan tietomallin LOD-tasoon. (Cavalliere et al.

2019)

(27)

Kuva 2. Suunnitelmien muutosten hinta ja vaikutus suhteessa suunnitteluvaihee- seen (käännetty Paulson 1976, Basic et al. 2019 mukaan)

EeB Guide Project (2012) jaottelee elinkaariarviot kolmeen eri tasoon, jotka ovat alus- tava (screening), yksinkertaistettu (simplified) ja täydellinen (complete). Eri tasoiset elinkaariarviot on tarkoitettu tehtäväksi suunnittelun eri vaiheissa saatavilla olevan tiedon tarkkuuden mukaisesti. Eri tasoisille arvioille on määritelty ominaisuuksia, mutta varsin- kin yksinkertaistettu elinkaariarvio on ominaisuuksiltaan hyvin joustava. (EeB 2012) Tässä diplomityössä käytetään EeB (2012) mukaisia elinkaariarvioinnin tasoja. Eri ta- soisten arvioiden suhde suunnitteluprosessiin määritetään kappaleessa 4.2. Muulloin oletetaan varhaisen suunnitteluvaiheen noudattavan kuvan 2 mukaista rajausta.

Hollberg et al. (2020) tutkimuksessa suunnitteluvaiheessa tehty tuotesidonnaisen hiilija- lanjäljen arvio oli merkittävästi suurempi kuin rakennuksen todellinen tuotesidonnainen hiilijalanjälki. Cavalliere et al. (2019) tutkimuksessa tehty jatkuva tuotesidonnaisen hiili- jalanjäljen arviointi osoitti laskevaa trendiä suunnittelun edetessä, mutta myöhemmässä suunnitteluvaiheessa tehdyn hiilijalanjäljen arvio oli aina kaikkien edellisten arvioiden vir- hemarginaalin sisällä. Eri menetelmillä voidaan systemaattisesti arvioida hiilijalanjälki väärän suuruiseksi varhaisessa suunnitteluvaiheessa, mutta systemaattinen virhe on menetelmäkohtainen eikä yleisluontoinen ilmiö. Jos samaa hiilijalanjäljen laskentamene- telmää käytetään useassa kohteessa voi olla viisasta tarkastaa, kehittyykö hiilijalanjälki samalla tavalla suunnittelun edetessä, ja ilmeneekö systemaattista virhettä.

(28)

4.5 Elinkaarilaskenta korjausrakentamisessa

Korjaustarvetta aiheuttavat rakennuksen vanhenemisesta johtuvat tekniset, toiminnalliset, taloudelliset ja sijainnilliset tekijät sekä rakennusvirheet. (Kaivonen 1994, s. 18-22) Korjausrakentaminen eroaa Jensen et al. (2017) mukaan uudisrakentamisesta seitse- mällä eri tavalla, jotka ovat:

• Lähtökohtana on olemassa oleva rakennus, jonka arkkitehtuurista, kunnosta ja ominaisuuksista tulee tehdä arviointi.

• Yleensä rakennuksella on käyttäjiä, joista suuri osa pysyy käyttäjinä myös perus- parannuksen jälkeen. Käyttäjien kokemuksia ja näkemyksiä tulee kerätä suunnittelun lähtötiedoksi ja heidän näkemyksiään ja toiveitaan tulee hyödyntää suunnitelmien katselmuksissa.

• On usein huomattavasti tärkeämpää informoida ja osallistaa käyttäjää korjaus- hankkeen, kuin uudishankkeen aikana, koska hankkeesta koituu käyttäjälle häi- riötä tai pakottaa käyttäjän siirtymään väistötiloihin.

• On mahdollista asettaa tavoitteita lähtötason perusteella ja laskea remontin luoma parannus.

• Olemassa olevan rakennuksen arkkitehtuuri tulee ottaa huomioon ja se vähentää mahdollisten suunnitteluratkaisujen määrää. Tämä on erityisen tärkeää, jos rakennus on määritelty suojeltavaksi.

• Remontin yhteydessä on yleensä tarpeellista avata osa rakenteista, mikä paljas- taa mahdolliset eroavaisuuden suunnitelmien ja todellisen rakenteen välillä.

• Jälkikäteen on mahdollista mitata ja tehdä laskelmat rakennuksen tehokkuuden ja käyttäjätyytyväisyyden muutoksista remontin myötä, mikäli riittävä lähtötason selvitys tehtiin.

Nielsen et al. (2016) tekivät katsauksen kestävän korjausrakentamisen päätöksenteon apuvälineistä ja määrittivät kuusi aluetta, joissa muodollisia päätöksenteon menetelmiä voidaan hyödyntää. Alueet on esitelty kuvassa 3.

(29)

Kuva 3. Korjausrakentamisen päätöksenteon kuusi osa-aluetta mukaillen Nielsen et al. (2016)

Jensen et al. (2017) ja Nielsen et al. (2016) mukaisissa korjausrakentamisen erityisomi- naisuuksissa ja päätöksenteon alueissa on paljon yhtäläisyyksiä. Kummassakin jaotte- lussa käyttäjän kuuleminen, lähtötason tarkka selvittäminen, tavoitteiden asettaminen ja lopputuloksen arviointi suhteessa tavoitteisiin ja lähtötasoon ovat selvästi esillä. Nielsen et al. (2016) kiinnittää lisäksi huomiota eri kriteerien painoarvojen määrittämiseen ja suunnitteluvaihtoehtojen laskennalliseen arviointiin. Jensen et al. (2017) huomio korjausrakentamiseen liittyvien yllätysten olemassaolon ja vanhan rakennuksen arkkitehtuurin tärkeyden. Edwards et al. (2019) korostaa lähtötietojen epävarmuuden merkitystä korjausten suunnittelussa. Vaikka rakennuksen alkuperäiset suunnitelmat olisivat käytössä, ei voida olla varmoja onko rakennus todellisuudessa rakennettu niitä vastaavaksi.

Korjausrakentamisen elinkaarilaskennassa keskitytään usein tulosten laskentaan, eli muutoksiin käyttövaiheen vaikutuksissa, mutta ei oteta huomioon tuotekohtaisia vaikutuksia (Serrano-Jiménez 2021; Vilches et al. 2017). EN 15978 määrittelee korjauksille ja laajoille korjauksille oman moduulinsa, mutta moduulien tulkinnat ja käytetyt rajaukset vaihtelevat eri tutkimuksissa (Vilches et al. 2017). Schwartz et al. (2018) tekemässä systemaattisessa kirjallisuuskatsauksessa havaittiin, että käytönaikaisen hiilijalanjäljen laskennassa käytettiin vaihtelevia rajauksia. Erot eri tutkimusten välillä olivat vielä suurem- mat tuotekohtaisen hiilijalanjäljen osalta, mikä johtui lähinnä käytettyjen elinkaaritietojen epätarkkuudesta. (Schwartz et al. 2018)

Elinkaarilaskennan osalta korjausrakentamisessa esiintyy samoja vaikeuksia kuin uudisrakentamisen puolella. Korjausrakentamisessa keskittyminen käyttövaiheeseen vaikuttaa korostuvan vielä uudisrakentamista enemmän. Elinkaaritavoitteiden asettaminen korjausrakentamisessa voidaan toteuttaa vain vertailemalla ratkaisuvaihtoehtoja keske- nään, koska yleisiä tavoitearvoja ei voida määrittää hankkeiden suuren moninaisuuden vuoksi.

(30)

Korjausrakentamisen elinkaarilaskennassa laskentajakson pituus korostuu uudisrakentamiseen verrattuna. Pentti (1994, s. 215-216) mukaan korjausten suunnittelussa kestä- vyys tulisi suunnitella niin, että tavoiteltu käyttöikä saavutetaan mahdollisimman pienillä panoksilla. Suunnitteluun vaikuttavat rasitukset ja tavoitekäyttöikä. (Pentti 1994, s. 205- 216) Laskentajakson muuttaminen vaikuttaa korjausten tavoitekäyttöikään, korjausten laajuuteen ja materiaalivalintoihin.

Korjausrakentamiseen liittyy aina kysymys, kannattaako korjaaminen, vai onko järke- vämpää purkaa ja rakentaa uusi rakennus. Schwartz et al. (2018) mukaan suurimmat ja pienimmät hiilijalanjäljet muodostuvat purkavan uudisrakentamisen seurauksena. Kor- jausrakentaminen tuottaa melko keskimääräisiä hiilijalanjälkiä, mutta hiilijalanjäljet pai- nottuvat pieneen päähän. (Schwartz et al. 2018) Palacios-Munoz et al. (2019) mukaan korjaamisen ja purkavan uudisrakentamisen välisessä arvioinnissa arviointijakson pituus on erittäin merkittävä tekijä. Muuttamalla arviointijakson pituutta elinkaariarvioin perusteella kestävin ratkaisu saattaa vaihtua. Tutkimuksessa kritisoidaan vakioarviointijakson käyttöä, ja suositellaan tilastollista käyttöiän ja arviointijakson määrittämistä. (Palacios- Munoz et al. 2019) Huuhka et al. (2021) tekemässä ympäristöministeriön raportissa rakennusten korjaaminen nähdään pitkällä aikavälillä vastaavaa purkavaa uudisrakentamista vähähiilisempänä. Jos korjattavan rakennuksen energiatehokkuus jää uudisrakennusta heikommaksi, uudisrakennus voi muuttua vähähiilisemmäksi arviointijakson aikana. Korjaamisen ja purkavan uudisrakentamisen vertailtavuudessa nähdään paljon hankaluuksia, koska uudisrakennusta ei yleensä rakenneta vanhan rakennuksen mu- kaiseksi. (Huuhka et al. 2021) Todelliseen kulutukseen verrattuna energiasimuloinnilla on taipumus aliarvioida uudisrakennusten energiankulutusta ja vanhojen rakennusten kohdalla yliarvioida sitä (Sunikka-Blank & Galvin 2012).

Yhteiskunta- ja kaupunkikehitykseen, rakennuksen käyttöön ja omistajuuteen liittyvät te- kijät, kuten käyttäjien odotukset ja omistajien taloudelliset motiivit, ovat usein ratkaise- vampia rakennusten säilymiselle kuin niiden tekniset ominaisuudet tai kunto (Thomsen

& van der Flier 2011). Tästä näkökulmasta korjaamisen ja purkavan uudisrakentamisen hiilijalanjälkien ja elinkaarikustannusten vertailu ei ole tarpeen, jos ne eivät ole päätök- senteossa ratkaisevassa roolissa.

(31)

4.6 Simulointiin perustuvan optimoinnin hyödyntäminen elin- kaariarvioinnissa

Simulointiin perustuvassa optimoinnissa lasketaan iteratiivisesti parempia suunnittelu- ratkaisuja annettujen muuttujien suhteen. Termille simulointiin perustuva optimointi on yleisesti hyväksytty määritelmäksi: automatisoitu prosessi, joka perustuu numeeriseen simulointiin ja matemaattiseen optimointiin. Käytännössä optimointi tapahtuu yhdistä- mällä simulointi- ja optimointiohjelma. Monitavoiteoptimointi on simulointiin perustuvan optimoinnin alalaji, jossa parametreja optimoidaan usean tavoitteen suhteen. (Nguyen et al. 2014)

Simulointiin perustuvassa optimoinnissa valitaan parametrit, joiden perusteella optimointi suoritetaan. Parametrejä voivat olla esimerkiksi rakennuksen geometria, materi- aalit tai ilmasto. Parametrien eri yhdistelmiä läpikäyden simulointi- ja optimointiohjelma pyrkivät yhteistyössä löytämään parhaan mahdollisen ratkaisun valitun tavoitteen, kuten hiilijalanjäljen suhteen. Laskentaohjelma iteroi tulosta muuttamalla parametrejä, kunnes lopetusehto täyttyy. Lopetusehtona on tyypillisesti laskenta-aika tai läpikäytyjen vaihto- ehtojen määrä. Kun lopetusehto täyttyy, oletetaan optimaalisen tuloksen löytyneen.

(Hollberg & Ruth 2016) Kuvassa 4 on esitetty yksinkertaistettu malli simulointiin perustuvan optimoinnin vaiheista.

Kuva 4. Simulointiin perustuvan optimoinnin vaiheet mukaillen Niemelä (2018) Nguyen et al. (2014) tekemässä katsauksessa havaittiin, että simulointiin perustuvaa optimointia hyödyntämällä eri tutkimuksissa pystyttiin parantamaan energiatehokkuutta merkittävästi. Katsauksessa havaittiin merkittäviä eroja eri ilmastoissa tehdyissä tutkimuksissa, vaikka katsauksen pääpaino oli kylmissä ja leudoissa ilmastoissa. Kylmissä ja leudoissa ilmastoissa simulointiin perustuvalla optimoinnilla voitaisiin tavoitella 20–30 prosentin energian kulutuksen pienentämistä vertailutasoon nähden. Lämpimämmissä ilmastoissa ei todennäköisesti päästä yhtä hyviin tuloksiin. (Nguyen et al. 2014)

Hollberg & Ruth (2016) mukaan perinteinen elinkaariarviointi ja simulointiin perustuvaa optimointia hyödyntävä elinkaariarviointi ovat vaiheiltaan toisiaan vastaavat. Erona on

(32)

suunnittelijan ja tietokoneen läpi käymien suunnitteluvaihtoehtojen määrä ja parhaan ratkaisun valinnan tapa. Parhaan ratkaisun valinnassa suunnittelija käyttää hyväkseen saatavilla olevia laskelmia, sekä omaa subjektiivista arviotaan. Tietokoneen prosessissa määritetään vain laskennallisesti paras ratkaisu, jonka lisäksi täytyy vielä huomioida ei määrällisiä seikkoja, kuten ratkaisun esteettisyys. (Hollberg & Ruth 2016)

Simulointiin perustuva optimointi avaa uusia mahdollisuuksia rakennusten tehokkuuden parantamiseen monien eri indikaattorien suhteen. Tiukentuvat tavoitteet, esimerkiksi energiatehokkuuden suhteen, tukevat simulointiin perustuvan optimoinnin käyttöönottoa (Nguyen et al. 2014). Toistaiseksi menetelmää ei nähdä laajaan käyttöön soveltuvaksi, mutta käytön oletetaan laajenevan tulevaisuudessa (Hollberg & Ruth 2016; Roberts et al. 2020; Nguyen et al. 2014).