Rakentaminen kuluttaa huomattavasti luonnonvaroja ja on yksi suurimmista hiilidioksidipäästöjen lähteistä. On arvioitu, että vuoteen 2030 mennessä tuotesidonnaiset ilmastovaikutukset voivat yksinään muodostaa puolet rakennetun ympäristön päästöistä, sillä energian päästöt laskevat huomattavasti materiaalisidonnaisia päästöjä nopeammin [1, s. 19].

Kirjoittajat: Juuso Kokkonen, Riku Hirvonen ja Mikko Matveinen, Karelia-ammattikorkeakoulu, Älykäs ja ilmastoviisas rakentaminen -projekti

Rakennusmateriaalien ja runkoratkaisuiden valinta on keskeisin keino vaikuttaa rakennuksen materiaalisidonnaisiin ilmastovaikutuksiin. Tämä on erityisen tärkeää, sillä materiaaleista aiheutuvat päästöt realisoituvat heti elinkaaren alussa, lähitulevaisuudessa, juuri kun tarvittaisiin nopeita päästövähennyksiä. Puun käyttöä rakennusmateriaalina voidaan pitää yhtenä potentiaalisimmista tavoista vähentää rakennetun ympäristön hiilijalanjälkeä.

Tässä artikkelissa tarkastellaan puun käytön vaikutuksia toimitilahankkeiden elinkaaren hiilijalanjälkeen ja hiilikädenjälkeen.

Puun käytön mahdollisuudet rakennusten hiilijalanjäljen pienentämisessä

Rakennuksen elinkaaren hiilijalanjälki muodostuu tuotevaiheesta, rakentamisvaiheesta, käyttövaiheesta ja elinkaaren lopusta. Puun ja puupohjaisten tuotteiden käytöllä on mahdollista vaikuttaa rakennuksen hiilijalanjälkeen erityisesti tuotevaiheen päästöjen (A1-A3) osalta. Lisäksi hiilijalanjäljen ohella usein mitataan hiilikädenjälkeä, eli hankkeesta aiheutuvia positiivisia ympäristövaikutuksia, joita ei syntyisi ilman hanketta. Hiilikädenjälkeen lasketaan esimerkiksi uudelleenkäytöllä ja kierrätyksellä vältetyt päästöt, materiaaleihin teknisesti tai biogeenisesti sidottu hiili sekä rakennuksen tuottama ylimääräinen uusiutuva energia. Puu on uusiutuva luonnonvara, joka sitoo hiilidioksidia kasvaessaan ja varastoi sen elinkaarensa ajaksi. Näin ollen puutuotteiden käytöllä voidaan kasvattaa myös rakennuksen hiilikädenjälkeä. Tulee toki huomata, että eloperäinen hiilivarasto voidaan laskea osaksi rakennuksen hiilikädenjälkeä vain, jos tuote on suunniteltu osaksi rakennusta vähintään 100 vuoden ajaksi. [2, 14 §, 18 §.] Käyttämällä puupohjaisia rakennusmateriaaleja voidaan myös vähentää energia- ja päästöintensiivisten materiaalien, kuten betonin ja teräksen, käyttöä. 

Puun käytön vaikutukset esimerkkikohteiden ilmastovaikutuksiin

Ensimmäinen tarkasteltava kohde on koulurakennus, jonka osalta tarkasteltiin rungon toteutusvaihtoehtoja hankesuunnitteluvaiheessa päästöjen ja kustannusten osalta. Lähtötietona arviointiin oli hankesuunnitelman pohjalta tehty tilakaavio ja tilaohjelma, jonka mukainen laajuus on noin 5 400 kem². Hankkeessa vertailtiin neljää erilaista runkorakennetta, jotka olivat (1) betonirunkoinen, (2) massiivipuurunkoinen, (3) betonirunkoinen vähähiilisestä betonista ja (4) betonia ja puuta yhdistävä hybridirunkoinen. Versiot 1–3 ovat kantavin seinin toteutettuja, kun 4 on pilari-palkkirunkoinen. Versiot ja niissä käytetyt rakenteet ovat kuvattu tarkemmin kuvassa 1. [3, s. 16-17.]

Elinkaariarvioinnin ja investointikustannuslaskelman perusteella havaitaan puurunkoisen rakennuksen olevan vaihtoehdoista vähähiilisin, mutta samalla kallein (kuva 2). Toisaalta puuta ja betonia yhdistävässä neljännessä versiossa päästöt ovat vain noin 11 % korkeammat, mutta sen kustannukset ovat lähes 29 % matalammat, kuin puurunkoisessa versiossa.  

Toinen tarkasteltava rakennus on niin ikään koulurakennus, mutta sen osalta tarkastelu tehtiin toteutussuunnitteluvaiheessa. Rakennuksen lämmitetyn nettoalan mukainen laajuus on 1947 m². Rakennuksen osalta tarkasteltiin hiilijalanjälkeä ja hiilikädenjälkeä koko rakennuksen elinkaarelle. Laskelmat perustuvat rakennushankkeen urakkakilpailutusvaiheen suunnitteludokumentteihin ja tietomalleihin. Yksikerroksisen kohteen alapohja on maanvarainen. Kattorakenne on toteutettu lämpöeristetyillä puukattoelementeillä. Ulkoseinät ovat CLT-elementtejä (250 mm) ilman lisälämmöneristystä. Julkisivut ovat osin paneloituja ja osin CLT-pinnalla. Lisäksi kohteessa on liikuntasali, jossa on liimapuusta toteutettu pilari-palkkirunko. Kohteen pääasiallisena lämmönlähteenä käytetään puupellettiä, joka muutetaan lämpöenergiaksi vieressä sijaitsevassa pienlämpövoimalassa. Jälkimmäisen koulurakennuksen hiilijalanjälki on 15,48 kgCO2e/m²/a ja hiilikädenjälki -8,23 kgCO2e/m²/a (kuva 3).

Jälkimmäistä kohdetta vertailtiin muihin viime vuosina arvioituihin oppilaitosrakennuksiin ja sen päästöt olivat alhaisimpien joukossa (kuva 4). Tulee kuitenkin huomioida, että laskentamenetelmät ja päästökertoimet muuttuvat usein, joten tulokset eivät ole täysin vertailukelpoisia. Kaikki muut kohteet kuin Viinijärven koulu on laskettu arviointimenetelmän (2019) vanhemmalla versiolla, joka antoi pääsääntöisesti matalampia tuloksia. Toisaalta esimerkiksi energian päästökertoimet ovat sittemmin laskeneet.

Johtopäätökset

Puun käyttö rakennusmateriaalina on keskeisimpiä keinoja rakennusten elinkaaren hiilijalanjäljen pienentämisessä ja hiilikädenjäljen kasvattamisessa. Uusiutuvana materiaalina puu vähentää rakennusten hiilidioksidipäästöjä ja toimii samalla hiilivarastona rakennuksen elinkaaren ajan. Molemmissa tapaustutkimuksissa puupohjaiset ratkaisut olivat ilmastovaikutuksiltaan suorituskykyisiä. Tulee kuitenkin huomioida, että rakennuksen elinkaaripäästöihin vaikuttavat runkojärjestelmän valinnan ohella muutkin tekijät, kuten energiaratkaisut, pintamateriaalit ja rakennuksen muoto. Lisäksi eri puutuotteiden valmistusvaiheen päästöissä voi olla huomattavia eroja: periaate on, että puutuotteiden prosessointi nostaa päästöjä ja esimerkiksi insinööripuutuotteiden päästöt ovat korkeammat kuin sahatavaran.

Useimmille isommille rakennuksille tulee laskea hiilijalanjälki ja hiilikädenjälki rakennuksen käyttöönottovaiheessa vuoden 2026 alusta lähtien uuden rakentamislain myötä. Puutuotteiden biogeenisen hiilen saa laskea osaksi hiilikädenjälkeä vain, jos puutuote on suunniteltu osaksi rakennusta vähintään sadan vuoden ajaksi. Vaikka hiilikädenjälkeä ei vähennetäkään hiilijalanjäljestä, on mahdollista, että sen painoarvo nousee tulevaisuudessa. Tällöin käyttöikäsuunnittelun ja pitkäikäisten runkorakenteiden merkitys puutuotteiden osalta tulee kasvamaan, jotta etu hiilikädenjälkilaskelmassa voidaan saavuttaa. Nykyisellään laskentatyökalut laskevat virheellisesti kaikkien puutuotteiden sisältämän biogeenisen hiilen osaksi hiilikädenjälkeä, mutta oletettavasti tämä tullaan korjaamaan päivitysten yhteydessä.

Rakennushankkeissa toteutuskustannukset ovat myös tärkeä muuttuja. Rakennuksen investointikustannuksiin vaikuttavat niin ikään lukuisat tekijät, kuten perustusolosuhteet, arkkitehtuuri, energiatehokkuus, suunniteltu käyttöikä, muunneltavuus ja niin edelleen. Kuten ensimmäinen esimerkki todisti, voi olla myös perusteltua tarkastella eri materiaalien yhdistelyä ja käyttää tuotteita rakennuksen osissa, mihin ne parhaiten sopivat. Tulevaisuudessa on tärkeää edelleen kehittää puurakentamisen kustannustehokkuutta, koska heikossa taloustilanteessa voi olla riski, että rakennushankkeisiin valitaan halvin vaihtoehto.

Lähteet:

[1] FIGBC. 2024. Kestävyyden kuntotarkastus – taustaraportti – Ilmasto.

[2] Ympäristöministeriön asetus rakennuksen ilmastoselvityksestä ja rakennustuoteluettelosta 1027/2024.

[3] Tikka, E., Kuusisto, J., Kokkonen, J., Hirvonen, R. 2025. Ilmastoviisaan koulurakennuksen suunnittelu. Rakennevaihtoehtojen, energiatehokkuuden ja ympäristöluokituksen arviointiraportti. Karelia-ammattikorkeakoulu.

[4] Keskisalo, M., Matveinen, M. 2020. Opas rakennushankkeiden päästöjen hallintaan – Kohti vähähiilistä rakentamista – Joensuu Wood City -projekti. Karelia-ammattikorkeakoulu.

[5] Kokkonen, J. 2022. Opetusrakennusten peruskorjauksen ja laajennuksen päästöt: Kampusalueen rakennusten kehittämisen elinkaaren ympäristövaikutusten (LCA) arviointiraportti. Karelia-ammattikorkeakoulu.