Haahtelan kolmivuotisen tutkimuksen tuloksena syntyi tapa hallita rakentamisen hiilijalanjälkeä ennakoivasti

Tutkimus keskittyi siihen, miten suunnittelu- ja rakentamisvaiheessa tehtävät päätökset vaikuttavat valmistuvan rakennuksen koko elinkaaren hiilijalanjälkeen ja miten näiden päätösten vaikutuksia voidaan mitata. Yhdistimme tutkimuksessa saadut tulokset kehittämäämme Realaizer-ohjelmistoon, jonka avulla voi määrittää kustannusten ja nyt myös hiilijalanjäljen raja-arvot uudella tavalla. Rakennuksen hiilijalanjälki mahdollistaa rakentajille tehokkaan keinon asettaa ja saavuttaa päästötavoitteita.

Haahtelan kolmivuotisessa tutkimuksessa keskityttiin siihen, miten suunnittelu- ja rakentamisvaiheessa tehtävät päätökset vaikuttavat valmistuvan rakennuksen koko elinkaaren hiilijalanjälkeen, ja miten näiden päätösten vaikutuksia voidaan mitata. Tätä tutkimustyötä avusti merkittävällä tavalla Business Finland. Tutkimuksessa tarkasteltiin mm. suunnittelu- ja runkoratkaisujen, tuotevaihtoehtojen, ylläpidon- ja energiankulutuksen, korjaamisen ja purkamisen sekä hiilikädenjäljen vaikusta rakentamisen ja kiinteistön koko elinkaaren päästöihin. 

”Tutkimushankkeessa selvitimme, miten ennen suunnittelua ja suunnittelun aikana tehtävät päätökset vaikuttavat rakentamisen ja kiinteistön käytön aikaisen hiilijalanjäljen suuruuteen. Otimme huomioon muun muassa rakentamisen ja työmaan hiilijalanjäljen sekä eri runkoratkaisujen kokonaisvaltaiset vaikutukset simuloimalla rakennuksen eri ratkaisuilla. Lisäksi tutkimme suunnittelu- ja toteutusratkaisujen ja energiatuotantotapojen vaikutuksia, elinkaaren energiatehokkuustavoitteita ja korjaustarpeita sekä hiilikädenjälkeä. Käytännössä koko rakennuksen elinkaari on nyt tutkittu”, kertoo Realaizer-ohjelmiston tuotekehityksestä vastaava Saku Metsärinne.

Rakennuksen hiilijalanjälki voidaan määrittää jo ennen suunnittelun aloittamista

Haahtela on yhdistänyt tutkimuksessa saadut tulokset Realaizer-simulaatioteknologiaan ja kehittänyt uuden tavan määritellä rakennushankkeelle hiilijalanjäljen raja-arvon jo ennen rakennuksen suunnittelua. Raja-arvo on se hiilijalanjäljen taso, jonka ylittäminen ei ole toiminnallisesti tai laadullisesti perusteltua ja joka täyttää hiilidioksidipäästöille asetettavat ilmastokriteerit. Nyt Realaizer-ohjelmisto mahdollistaa sekä kustannusten että hiilijalanjäljen raja-arvojen määrittämisen uudella tavalla.  

Suunnittelu- ja rakentamisratkaisut vaikuttavat merkittävästi kustannuksiin sekä hiilijalanjälkeen, ja ne ovat myös keskenään riippuvaisia – molemmat ovat seurausta resurssien käytöstä. Siksi hyväksyttävät kustannukset ja päästörajat on määriteltävä ennen suunnittelun aloittamista, jotta ratkaisut voidaan valita niiden mukaisesti. Näin mahdollistetaan rakennushankkeiden tavoitteellinen ja ennakoiva ohjaaminen myös päästöjen osalta. Samalla korvataan nykyinen toimintakulttuuri, jossa rakennus ensin suunnitellaan, suunnitelmista mitataan määrätiedot ja vasta näiden perusteella lasketaan rakentamisen kustannukset ja hiilijalanjälki ilman, että niihin voi enää vaikuttaa. 

Rakennuksen hiilijalanjälkeä voi tarkastella ilmastoselvityksen mukaisella tietosisällöllä Realaizer-ohjelmiston avulla. Nyt kehitetty hiilijalanjäljenmallinnus pohjautuu Ympäristöministeriön ja eurooppalaisten standardien mukaisiin vaatimuksiin ja hyödyntää Suomen Ympäristökeskuksen päästötietokantaa (CO2-data). 

”Tutkimuksen myötä on ensimmäistä kertaa luotu mahdollisuudet simuloida jo tarveselvitysvaiheessa uniikin rakennuksen koko elinkaaren negatiiviset ja positiiviset ilmastovaikutukset helposti ja nopeasti yksinkertaisilla lähtötiedoilla. Tätä voi saumattomasti laajentaa suureen mittakaavaan ja kuvata alueellisia, esimerkiksi kaavoituksen ilmastovaikutuksia. Tutkimus on merkityksellinen siltäkin osin, kun rakentamisen ympäristövaikutuksia halutaan arvioida kriittisesti paitsi rakennushankkeen myös koko yhteiskunnan mittakaavassa,” toteaa Metsärinne.

”Tutkimuksen myötä on ensimmäistä kertaa luotu mahdollisuudet simuloida jo tarveselvitysvaiheessa uniikin rakennuksen koko elinkaaren negatiiviset ja positiiviset ilmastovaikutukset helposti ja nopeasti yksinkertaisilla lähtötiedoilla.”

Rakennuksen hiilijalanjälki mahdollistaa rakentajille tehokkaan keinon asettaa ja saavuttaa päästötavoitteita

Haahtelan luoma Realaizer-ohjelmisto simuloi rakennuksen täydellisesti: tilat, rakenteet, työmaan, elinkaaren, ja nyt myös hiilijalanjäljen. Se mallintaa rakennuksen siten kuin suunnittelijat sen suunnittelisivat perustuen rakennuksen toiminnallisiin, laadullisiin ja rakennuspaikkaan liittyviin lähtökohtiin. Realaizer-ohjelmisto mahdollistaa rakentajille tehokkaan keinon asettaa ja saavuttaa päästötavoitteita sekä vertailla eri ratkaisujen ilmastovaikutuksia luotettavasti.  

Realaizer-ohjelmisto on saatavilla kaikille alan toimijoille. Haahtela sertifioi alan ammattilaisia uuteen tapaan toimia, jossa teknologia on mukana rakennushankkeissa alusta saakka. Mukana on jo useita suomalaisia rakennus- ja kiinteistöalan toimijoita. Realaizeria on käytetty jo yli 200 hankkeessa ja yli 4 miljardin euron arvosta.

Tutkimuksen yhdeksän eri osa-aluetta 

Haahtelan tutkimuksessa tutkittiin seuraavia osa-alueita, jotka yhdessä muodostavat koko rakennuksen elinkaaren aikaisen käytön kartoituksen:  

Tutkimuskysymys 1: Miten suunnittelu- ja rakentamisvaiheessa tehtävät päätökset vaikuttavat valmistuvan rakennuksen elinkaaren aikaiseen hiilijalanjälkeen ja miten näiden päätösten vaikutuksia voidaan mitata? 

Tutkimuskysymys 2: Miten erilaiset käyttäjän tahtotilaan perustuvat tuotevaihtoehdot vaikuttavat valmistuvan rakennuksen hiilijalanjälkeen, kun huomioidaan yksittäisten ratkaisujen lisäksi niistä syntyvät laajemmat rakennekokonaisuudet sekä niiden seurausvaikutukset? 

Tutkimuskysymys 3: Miten käyttäjän tahtotila vaikuttaa erilaisiin runkoratkaisuihin, ja miten erilaiset runkoratkaisut vaikuttavat valmistuvan rakennuksen hiilijalanjälkeen? 

Tutkimuskysymys 4: Miten rakennuksessa tapahtuva toiminta sekä erilaiset suunnittelu- ja toteutusratkaisut vaikuttavat valmistuvan rakennuksen ylläpitoon ja energiankulutukseen sekä sitä kautta rakennuksen elinkaaren hiilijalanjälkeen? 

Tutkimuskysymys 5: Miten rakennuksessa tapahtuva toiminta määrittää eri energiantuotantomuotojen kautta toteutuvat erot rakentamisen sekä käytön aikaisessa hiilijalanjäljessä? 

Tutkimuskysymys 6: Miten rakennuksen elinkaaren aikainen ympäristö- ja energiatehokkuustavoite voidaan määritellä ja asettaa ennen suunnittelua käyttäjän toiminta ja reunaehdot huomioiden? 

Tutkimuskysymys 7: Miten käyttäjän tahdosta määritetyt rakennuksen suunnittelu- ja toteutusratkaisut vaikuttavat rakennuksen elinkaaren aikaiseen korjaustarpeeseen, tarvittaviin korjaustoimenpiteisiin sekä niiden toistumisväleihin, ja mikä on näiden kokonaisvaikutus hiilijalanjälkeen? 

Tutkimuskysymys 8: Voidaanko rakennuksen purku- ja kierrätystoimenpiteet sekä niiden vaikutus hiilijalanjälkeen arvioida ennen suunnittelun aloittamista?  

Tutkimuskysymys 9: Voidaanko rakennuksen hiilikädenjälki arvioida ja suunnitella käyttäjän tahtotilan perusteella jo ennen suunnittelun aloittamista? 
 

Tutkimuksen taustalla on maapalloamme koskettavat voimakkaat muutokset, jotka pakottavat rakentamisen tapojen muutokseen:

• Väestönkasvun ja vaurastumien myötä kaupunkeihin ennustetaan muuttavan 3 miljardia ihmistä vuoteen 2050 mennessä. Pelkästään väestönkasvu aiheuttaa n. 50 miljardin neliömetrin lisätarpeen asuinrakentamiseen. 

• Kehittyvissä maissa asumisen pinta-ala henkilöä kohden nousee, kun ihmiset elintason noustessa hakeutuvat inhimillisempiin elinolosuhteisiin. 

• IPCC:n (The Intergovernmental Panel on Climate Change) mukaan rakennusalan pitäisi vähentää päästöjään 80–90 % vuoteen 2050 mennessä. 

• Väestönkasvu johtaa välttämättömään uudisrakentamisen tarpeeseen, mutta perinteisellä materiaali- ja päästöintensiivisellä rakentamisella tarve ja tavoite ovat täysin ristiriidassa keskenään