Page 1

Nollaa parempi Townhouse energiatehokkaassa asuinrakentamisessa


Aalto-yliopiston Energiatehokas townhouse tutkimushankkeen vuosiraportti 2015

AEF ENERGY EFFICIENT TOWNHOUSE


Aalto-yliopiston julkaisusarja CROSS OVER 9/2015

Julkaisija Aalto-yliopisto, Taiteiden ja suunnittelun korkeakoulu, Arkkitehtuurin laitos architecture.aalto.fi energyefficiency.aalto.fi ISBN 978-952-60-6409-3 (painettu) ISBN 978-952-60-6410-9 (pdf ) ISSN-L 1799-4950 ISSN 1799-4950 (painettu) ISSN 1799-4969 (pdf ) Toimittanut Matti Kuittinen Tutkimushankkeen johtaja Hannu Huttunen Taitto ja graafinen suunnittelu Caroline Moinel Kannen kuva Caroline Moinel © 2015 Tekijät sekä Aalto-yliopiston taiteiden ja suunnittelun korkeakoulun arkkitehtuurin laitos. Kaikki oikeudet pidätetään. Painotalo Picascript Painopaikka Helsinki


Sisällysluettelo 1. Johdanto 1.1 Esipuhe 1.2 nZEB-talot ja tulevaisuuden ratkaisut

5 7 8

2. Asukasnäkökulma energiatehokkaaseen townhouse-asumiseen 2.1 Haluammeko säästää energiaa? 2.2 Ympäristöystävällisyyden kustannukset — olemmeko valmiit maksamaan valinnoistamme? 2.3 Toivotaanko esteetöntä ja energiatehokasta townhouse-asumista? 2.4. Johtopäätökset

13 16 20

3. Energiatehokkaan townhousen piirteet 3.1 Townhouse-talon etupihan järjestelyn vaikutus tontin tehokkuuteen 3.2 Jokamiehen townhouse 3.3 Asuntotyypien geometriset ominaisuudet 3.4 Koko elinkaaren energiatehokkuus 3.5 Rakennusmateriaalien merkitys 3.6 Johtopäätökset

29 30 36 40 42 46 50

4. Uusiutuva energia ja sen varastointi 4.1 Kotitalouksien korkean resoluution energiakysyntämalli 4.2 Aurinkosähkön hyödyntämisstrategioita townhouse-taloissa 4.3 Rakennuksen ylijäämäenergian hallinta 4.4 Vaihto- ja tasavirtajakelun tehokkuusvertailua 4.5 Johtopäätökset

53 54 58 60 64 66

5. Ekosysteemipalvelut 5.1 Kaupunkiekologiaa ja nZEB-townhouse-yhteisöjä: ekosysteemipalvelujen arvoa nostavia ratkaisuja 5.2 Hiilidioksidin talteenotto kaupungin ekosysteemipalvelujen avulla

69 70

6. Kustannustehokkuus 6.1 Rakennuksen elinkaarikustannukset 6.2 Townhouse-talotyypin rakennuskustannukset: kolmen suunnitteluratkaisun taloudellisuuden analysointi 6.3 Talotekniikan käyttökulut 6.4 Materiaalivalintaan liittyvät elinkaarikustannukset 6.5 Aluetehokkuuden kustannusvaikutukset 6.6 Johtopäätökset

91 92 94

Energiatehokas townhouse -hankkeen tutkimusryhmä 2014-2015

110

24 26

80

96 98 102 108


Valokuva: Caroline Moinel


1 Johdanto

Tekij채t Kari Alanne Hannu Huttunen Matti Kuittinen


Valokuva: 6 Caroline Moinel


1.1 Esipuhe Hannu Huttunen

Käsillä oleva vuosiraportti on Energy Efficient Townhouse -tutkimuksen toinen. Tutkimuksen ensimmäiset kaksi vuotta ovat kiistatta tuoneet esiin townhouse-talotyypin tehokkuuden. Se perustuu sekä talotyypin ulkovaipan määrään että kompaktiin muotoon, mutta myös sen synnyttämään tiiviiseen korttelirakenteeseen, minkä vuoksi se kilpailee tasavertaisesti kerrosluvultaan korkeampien asuinkerrostalokorttelien kanssa. Tarjolla on siis perusteita sille, että tämä ominaisuuksiltaan pientaloksi luettava, mutta runsaasti muitakin ominaisuuksia ja variaatiomahdollisuuksia tarjoava tyyppi täydentäisi perinteisesti yksipuolista asuintalotyypistöämme. Uutena asuintalotyyppinä, joka vielä hakee paikkaansa ja muotoaan suomalaisessa asumisen kentässä, townhouse kohtaa lainsäädännön tasolla rajoitteita, jotka eivät lainlaatijankaan näkökulmasta ole olleet tavoitteellisia ja selvästi vaikeuttavat uusien, muun muassa energiatehokkuuden kannalta potentiaalisten ratkaisumallien juurtumista osaksi rakennettua ympäristöämme. Townhousen kohdalla näitä ovat erityisesti rakennusmääräykset, jotka koskevat käytettävyyttä erityisesti liikkumisesteisten näkökulmasta, paloturvallisuutta ja energiatehokkuutta. Rakennustyyppinä townhouse on joustava ja muuntuva, ja näiden lähtökohtaisesti myönteisten ja tavoiteltavien ominaisuuksiensa vuoksi se jää energiamääräysten käyttötarkoitusluokituksessa väliinputoajaksi. Koska townhouse sisältää ominaisuuksia, joista osa perinteisesti liitetään pientaloihin ja osa taas asuinkerrostaloihin, ohjaa pien- ja kerrostalojen välinen keinotekoinen luokkajako käytännössä myös townhousen suunnittelua konventionaalisempaan suuntaan innovaatioiden edistämisen sijasta. Vuonna 2020 uudistuvassa energialaissa ja määräyksissä olisi tarve pohtia, onko käyttötarkoitukseen pohjautuva luokitus yleensäkään ajanmukainen. Tulisiko monikäyttöisyyttä ja muunneltavuutta tukea myös lainsäädännön keinoin? Kuten kaikki lainsäädäntö, eivät energiamääräyksetkään vaikuta yksinomaan energiatehokkuuden paranemiseen. Pyrittäessä nollaenergiarakentamiseen tulisi rakentamista tarkastella kokonaisvaltaisena kestävään kehitykseen vaikuttavana prosessina.

Tutkimushankkeessamme olemme voineet tunnistaa selkeästi ne mahdollisuudet, jotka townhouse-tyyppisellä asuintaloratkaisulla on energiatehokkaassa rakentamisessa, mutta ne eivät sisälly yksinomaan yksittäisen rakennuksen energiatehokkuuteen vaan myös talotyypin tuottamaan kaupunkirakenteeseen tai elämäntapaan. Energialainsäädännön näkökulmaa tulisi laajentaa ja suunnata yksittäisten rakennusten ja niiden toteutusvaiheen tarkastelusta kokonaisvaltaisempaan asuinympäristöä enemmän painottavaan suuntaan. Tällöin vahvasti rakennuksen elinkaaren huomioivat ja asukkaiden kestäviä elintapoja edistävät rakennusten ulkopuoliset tekijät – sellaiset, kuten kaupunkirakenteen tiiveys, ympäröivien ekosysteemien tuottama hyöty, liikenne ja vaikkapa palvelujen saavutettavuus – voitaisiin myös ottaa tarkastelussa jollakin tasolla huomioon. Epäilemättä riittävän täsmällisten laskennallisten mittareiden keksiminen ja määrittely on kokonaistarkastelussa vaikeampaa, mutta rakennusten energiatehokkuuden kytkeminen elinkaaren energiatasapainoon tai toteutuvaan energiankulutukseen tarjoaisi asumisen kehittämiselle uusia ratkaisumalleja ja innovaatioita edistävän pohjan. Energy Efficient Townhouse -tutkimus liittyy Aaltoyliopiston Arkkitehtuurin laitoksella käynnissä olevaan laajempaan townhouse-talotyyppiä koskevaan hankekokonaisuuteen. Sen keskeisenä tavoitteena on ollut monialaisen tutkimuksen avulla tarkastella tutkimuskohdetta mahdollisimman monesta näkökulmasta samanaikaisesti ja peilata näitä näkökulmia toisiinsa siten, että tutkimuksen tuloksena saadaan mahdollisimman kokonaisvaltainen käsitys townhouse-talotyypin kehittämisen edellytyksistä ja tavoitteista. Energiatehokkuus ei ole vain asuinrakennuksen energiankulutus vaan mitä suurimmassa määrin sitä säätelee muun muassa se, miten asunnon ominaisuudet tai sijainti tukevat kestävää, vähän energiaa kuluttavaa ja hiilitehokasta asumista koko asunnon elinkaaren ajan. Näiden ominaisuuksien ymmärtäminen ja hallitseminen on myös yhtä tärkeää.

7


Luku 1

1.2 nZEB-talot ja tulevaisuuden ratkaisut Kari Alanne Matti Kuittinen

Teemme tässä luvussa yhteenvedon nollaenergiatalokonseptin (zero energy building, ZEB) huipputason kehityksestä ja ilmentymistä uusissa suomalaisissa townhouse-taloissa. Tavoitteena on tehdä lyhyt katsaus nollaenergiatalojen määritelmiin ja kansalliseen tulkintaan sekä esitellä tärkeimpiä konseptiin liittyviä tutkimustrendejä. Nollaenergiatalojen taustaa

Nollaenergiatalojen konseptoinnin yleiset suuntaviivat on vedetty Kansainvälisen energiajärjestön (IEA) Aurinkolämmitys- ja -jäähdytysohjelman Task 40:ssä, jossa tarkasteltiin itävaltalaisia, kanadalaisia, tanskalaisia, saksalaisia, italialaisia, norjalaisia, sveitsiläisiä ja yhdysvaltalaisia nollaenergiatalojen määritelmiä ja laskentamenetelmiä. Marszal ym. (2011) ja Sartori ym. (2012) tiivistävät ZEB-konseptin osat taulukon 1 osoittamalla tavalla. Nollaenergiatalojen konseptin tutkimuksen johtopäätöksenä voidaan todeta, että määritelmää tulisi selkeyttää ja yhtenäistää käytännössä kaikkien yllä lueteltujen ominaisuuksien suhteen. Kuten yllä olevasta listasta voidaan päätellä, nollaenergiatalon konseptin ydinelementti on energiatasapaino tietyn ajanjakson kuluessa. Tarkasteltavan järjestelmän rajausta on pyritty laajentamaan tutkimuksen keinoin yksittäisistä rakennuksista koko rakennettuun ympäristöön (esim. Wei, 2014). Kirjaimellisesti ymmärrettynä ”nollaenergian” konsepti sisältää sekä energiakysynnän minimoinnin (kohti ”nollaa”) että paikallisen energiatuotannon maksimoinnin paradigmat, mikä hyödyntää hypoteettisesti koko energiajärjestelmän kestävyyttä. Tällä hetkellä ei kuitenkaan ole olemassa yksittäistä, kaikenkattavaa näkemystä ja riittävää tietopohjaa, joilla järjestelmän rajauksen valinta voitaisiin perustella toimivuuteen ja kestävyyteen perustuen. Rakennetun ympäristön laajalti hyväksytty holistinen kestävyydenarviointi voisi perustua sentyyppisiin arviointijärjestelmiin kuin LEED tai BREEAM. Nouseva tutkimustrendi painottuu rakennuksen koko elinkaaren huomioimiseen yhdessä dynaamisten muuttujien (esim. ilmasto) kanssa. Tästä on johdettu ”LC-ZEB”-talon (life cycle zero energy building) määritelmä. Näin huomioidaan, että samaan aikaan kun parannamme rakennusten energiatehokkuutta, meidän tulee sisällyttää elinkaaren aikaiseen energiatasapainoon myös sitoutunut energia ja käyttöenergia (esim. Cellura ym. 2014).

8

1. Taseraja fyysiset rajat (esim. tontti) energiatase 2. Mittarit ostoenergia primäärienergia CO2-ekvivalenttipäästöt (‘hiilidioksidivapaat rakennukset’) exergia kustannukset (”ilmaisenergiatalot”) painokerroinjärjestelmä 3. Tarkastelujakso kuukausi jäähdytyskausi vuosi elinkaari 4. Energiamuodot lämmitys jäähdytys ja kuivaus ilmanvaihto ja kostutus lämmin käyttövesi ja valaistus 5. Energiataseen tyyppi energiankäyttö ja uusiutuvan energian tuotanto rakennuksessa käytetty ja verkkoon toimitettu energia 6. Paikallisen uusiutuvan energian tuotannon vaihtoehdot rakennukseen integroidut ratkaisut lähialueelle integroidut ratkaisut 7. Liitynnät infrastruktuuriin verkkoon liittämättömät ratkaisut (autonominen talo) verkkoon liitetyt ratkaisut 8. Vaatimukset energiatehokkuudelle, sisäilmastolle, tuotannon ja kulutuksen yhteensovittamiselle ja verkkoon liittymiselle nettonollaenergiatalot tai lähes nollaenergiatalot 9. Mittaukset ja todentaminen

Taulukko 1.


Sunnittelu 0

Suunnittelu 1

Suunnittelu 2

Suunnittelu 3

Suunnittelu 4

Suunnittelu 5

Suunnittelu 6

STRATEGINEN MÄÄRITTELY

HANKESUUNNITTELU

LUONNOSSUUNNITTELU

RAKENNUSLUPAASIAKIRJAT

TYÖKUVAT

HANKINTA

LUOVUTUS

Optimointi 1

Optimointi 2

Optimointi 3

Optimointi 4

Optimointi 5

ELINKAAREN JA KÄYTETTÄVYYDEN TAVOITTEET

ANALYYSI JA KEHITYS

ELINKAARITAVOITTEIDEN JA KÄYTETTÄVYYDEN KIRJAAMINEN

HINTA-HYÖTYANALYYSI

HANKINTAKRITEERIT

Optimointi 6 HUOLTOKIRJA JA SEURANTA

Kuva 1. Optimoinnin sisäänrakentaminen tavanomaisen rakennuksensuunnitteluprosessin vaiheisiin.

EPBD Recast -dokumentissa perinteinen ”nettonolla”vaatimus on muutettu ”lähes nollaksi”. Sen mukaan ”lähes nolla” -taso määritellään maakohtaisesti kustannusoptimoiduilla minimienergiatehokkuuden vaatimuksilla. Suomea koskevien alustavien laskelmien mukaan nZEBtasoa edustaisi rakennus, jonka energiatehokkuus on 7–8 % parempi kuin uusiin rakennuksiin sovellettava minimivaatimus (rakennuskoodit) (Vainio ym. 2012). Painotusjärjestelmä ei ole vielä valmistunut. Esimerkiksi verkkoon liitettyjen järjestelmien yhteydessä painotus on epäsymmetrinen; toisin sanoen järjestelmän rajojen sisältä ei ole energianvientimahdollisuutta verkkoon. Lisäksi nollaenergiatalon määritelmä vaatii kunkin maan omien, paikallisten suunnitteluratkaisujen tunnistamista ja tehokkuusarviointia sekä yhteisymmärryksen saavuttamista niihin liittyen. Townhouse-talojen konsepti liittyy läheisesti kaupungistumiseen sekä tiiviisiin kaupunkirakenteisiin. Townhouse-talot ovat tyypillisesti verkkoon liitettyjä, ja niissä on tarjolla sekä rakennuksen omia että lähiympäristön uusiutuvan energian ratkaisuja. Sähköllä toimivien kulkuvälineiden käyttöönoton odotetaan muuttavan niin yksittäisiin rakennuksiin kuin yhteisöihinkin liittyvää tarveprofiilia. Erityistä huomiota onkin syytä antaa järjestelmän rajojen sekä tasauskauden merkityksen selvittämiselle optimaalisen suunnittelun ja nZEB-kriteerien täyttymisen kannalta. Nollaenergiarakentamisessa tulisi huomioida elinkaarinäkökulma

Jos keskitymme kuitenkin yksinomaan optimoimaan rakennuksen käyttöenergian kulutusta, saatamme tehdä

päätöksiä, jotka vaarantavat rakennuksen elinkaaren kokonaisenergiatehokkuuden ja hiilijalanjäljen. Viimeaikaiset keskustelut nZEB-rakennuksen kansallisten tasojen määrittämisestä ovat keskittyneet pääasiassa käyttöenergian kulutukseen. Nollaenergiatalojen rakentamisessa voidaan käyttää monenlaisia rakennusmateriaaleja. Materiaalivalinnasta riippuen rakentamisesta aiheutuu eri määriä materiaaleihin sitoutunutta energiaa ja päästöjä. Tutkimukset ovat osoittaneet, että passiivitalojen kasvihuonekaasujen elinkaaripäästöistä 40–50 % koostuu rakennusmateriaalien valmistamisesta (Dodoo ym. 2013), joissain erityistapauksissa jopa lähes 100 % (Kuittinen 2013). Lisäksi käsityksemme ZEB-talojen ylläpidosta, korjauksista, remontoinnista ja elinkaaren loppuvaiheista aiheutuvista sitoutuneesta energiasta ja päästöistä on vielä rajallinen. Esimerkiksi talotekniikka-asennukset ovat merkittävässä asemassa rakennuksen nollaenergiakriteerien täyttymisessä. Talotekniikkatuotteiden käyttöikäskenaarioita ja elinkaariarvioita on edelleen saatavilla vain vähän. ZEB-rivitalon merkittävimpiä päästöjä selvittäneessä itävaltalaistutkimuksessa (Dolezal ym. 2013) kävi ilmi, että 50-vuotisen käyttöiän aikana aurinkokennopaneelien merkitys oli toiseksi suurin – ainoastaan perustan päästöt nousivat niitä merkittävämmäksi. Suomalaisessa tutkimuksessa tultiin puolestaan siihen tulokseen, että uudet energiatehokkaat asuinalueet saattavat aiheuttaa päästöpiikin, jonka kuolettamiseen menee alhaisempien käytönaikaisten päästöjen avulla vuosikymmeniä (Heinonen ym. 2012). Voimme näin ollen päätellä, että ZEB-talojen tavoitteisiin on erittäin tärkeää sisällyttää koko elinkaaren energiatarve ja päästöt.

9


Luku 1

Valokuva: Caroline Moinel

Entä käyttäjät?

Emme rakenna uusia rakennuksia energiatilastoja varten, vaan tarjotaksemme asukkaille mahdollisuuden kestävään elämäntapaan. Asukkaiden odotusten ja huolenaiheiden huomioiminen on näin ollen erittäin tärkeää. Jos jätämme ne huomiotta, saatamme päätyä ratkaisuihin, jotka toimivat hienosti simulaatioissa mutta eivät oikeassa elämässä. Väestömme on sekä ikääntyvää että yhä monikulttuurisempaa. Molemmat aspektit vaativat nollaenergiatalojen käyttämiseen tarvittavilta järjestelmiltä aiempaa parempaa käytettävyyttä. Tutkimukset ovat osoittaneet, että rakennuksen todelliset energiankulutustasot voivat vaihdella arvioista jopa 40 %:lla suuntaan tai toiseen (Burman, Mumovic & Kimpian 2014; Dokka & Andersen 2012). Uusilta energiatehokkailta taloilta vaaditaan paitsi käyttäjäystävällisyyttä, myös sitä, että niiden suunnittelussa otetaan huomioon demografiset tulevaisuudennäkymät. Koska väestömme ikääntyy, esteettömyyden on oltava sisäänrakennettuna ZEB-taloihin. Tämän tavoitteen toteuttaminen optimaalisella tavalla ja aiheuttamatta merkittäviä vaikutuksia sitoutuneeseen energiaan tai päästöihin edellyttää holistista suunnittelunhallintaa. Mitä nZEB-talojen jälkeen?

Kunnianhimoinen tavoitteemme on luoda suunnitelma elinkaaripohjaisille ZEB-taloille hyödyntämällä Suomessa uutta asuntotyyppiä, townhouse-taloa. Tämä

10

edellyttää paitsi useiden muuttujien optimointia myös sen hyväksymistä, että meidän on parannettava koordinointia ja harkintaa ennen varsinaista rakennuspäätöstä. Peräänkuulutamme paradigman muutosta rakennuksen suunnitteluvaiheeseen. Suunnittelu ja elinkaarioptimointi tulisi yhdistää. Laatuparannukset eivät saisi olla pelkkiä suunnittelutiimin ulkopuolelta tulevia interventioita, vaan niiden tulisi olla sisäänrakennettuna suunnittelunhallintaan. Tätä näkemystä havainnollistetaan kuvassa 1. Sitä voidaan soveltaa uusiin nollaenergiataloihin, mutta myös vanhan rakennuskannan energiatehokkuuden, käytettävyyden ja kustannustehokkuuden parantamiseen. Uskomme, että tätä näkemystä soveltamalla ja toteuttamalla tämän raportin tuloksia voimme varmistaa kokonaisvaltaisemman lähestymistavan kestävään rakentamiseen.


LÄHTEET Kappale 1.2 Burman, E., Mumovic, D. & Kimpian, J. (2014) “Towards measurement and verification of energy performance under the framework of the European directive for energy performance of buildings”. Energy 77:153-163. Cellura, M., Guarino, F., Longo, S. & Mistretta, M. (2014) “Energy lifecycle approach in Net zero energy buildings balance: Operation and embodied energy of an Italian case study”. Energy and Buildings 72: 371-381.

Sartori, I., Napolitano, A. & Voss, K. (2012) “Net zero energy buildings: A consistent definition framework”. Energy and Buildings 48: 220-232. Vainio, T., Airaksinen, M., Saari, A. ym. (2012) ”Energiatehokkuutta koskevien vähimmäisvaatimusten kustannusoptimaalisten tasojen laskenta. Saatavana: http:// ec.europa.eu/energy/en/topics/ energyefficiency/buildings. [Viitattu 28.syyskuuta 2015].

Dodoo, A. ym. (2013) ”Wälludden as a case study for three wood building systems”. Julkaisussa Kuittinen, M., Ludvig, A. and Weiss, G. (toim.) Wood in carbon efficient construction. Tools, methods and applications. 2013. CEI-Bois, Brussels. Dokka, T.H., & Andersen, G. (2012) Marienlyse school – Comparison of simulated and measured energy use in a passive house school. Proceedings of Passivhus Norden 2012 Conference. Trondheim, 21-23 October 2012. Dolezal, F. ym. (2013) ”Austrian case study buildings” Julkaisussa Kuittinen, M., Ludvig, A. and Weiss, G. (toim.) Wood in carbon efficient construction. Tools, methods and applications. CEI-Bois, Brussels. Heinonen J. ym. (2012) ”Are the greenhouse gas implications of new residential developments understood wrongly?” Energies 12 Kuittinen, M. (2013) ”Tervakukka passive house” Julkaisussa Kuittinen, M., Ludvig, A. and Weiss, G. (toim.) Wood in carbon efficient construction. Tools, methods and applications. CEI-Bois, Brussels. A.J. Marszal, A.J., Heiselberg, P., Bourrelle, J.S. ym. (2011) “Zero energy building—a review of definitions and calculation methodologies”. Energy and Buildings 43: 971–979.

11


Valokuva: Caroline Moinel


2 Asukasnäkökulma energiatehokkaaseen townhouseasumiseen

Tekijät Kari Alanne Eija Hasu Jukka Hirvonen Ira Verma


Luku 2

Asukasnäkökulma energiatehokkaaseen townhouse-asumiseen Kari Alanne Eija Hasu Jukka Hirvonen Ira Verma

Townhouse tarjoaa tulevaisuuden asumiseen mahdollisuuksia. Mutta mitä tulevaisuuden asumiselta odotetaan? Keitä ovat tulevaisuuden townhouse-asukkaat ja miten he suhtautuvat energiatehokkuuteen? Energia- ja ympäristöasenteet sekä kestävät asumisvalinnat ovat teemoja, jotka toistuvat yhä useammin asumisen keskustelussa sekä kaupunkisuunnittelun tavoitteissa. Tutkimusten mukaan olemme asukkaina ja kuluttajina tietoisia ilmastonmuutoksesta, mutta samalla asenteiden ja varsinaisten tekojen välissä voi vallita syväkin kuilu (mm. Puohiniemi 2011). Tietyn asteinen kuilu vallitsee myös asumisen tutkimuksessa, jossa asumisen valintoja selvitetään pääasiallisesti asumispreferenssien tutkimuksella. Tällöin puhutaan ilmaistuista (stated) ja paljastetuista (revealed) preferensseistä (mm. Mulder 1996). Paljastetut preferenssit liittyvät jo tehtyihin ratkaisuihin eli niitä tutkittaessa arvioidaan, mitä on valittu. Samalla oletetaan, että valinnat heijastavat vallitsevia asumistoiveita. Ilmaistut preferenssit, joita tutkitaan esimerkiksi kyselyin ja haastatteluin, liittyvät taasen toiveisiin siitä mitä haluttaisiin valita eli kuinka haluttaisiin asua. Molemmissa tapauksissa on haasteena ymmärtää, miten esimerkiksi budjettirajoitteet tai tarjolla oleva tieto vaikuttavat asukkaiden valintoihin. Asukkaiden on vaikea valita ratkaisuja, joiden olemassa olosta ei tiedetä. Tai ne koetaan liian kalliiksi. Asuminen sitoo merkittävän osan kansallisvarallisuutta ja vie kuukausittain valtaosan käytössämme olevista varoista. Olisi siis vain luonnollista uskoa, että meistä jokainen haluaisi asunnoltaan energia- ja kustannustehokkuutta. Vanhan rakennuskannan energiaremontointi on kuitenkin kallista ja myös uuden asuinneliöt maksavat. Kestävät asumisvalinnat ovat kuitenkin avain kestävämpään tulevaisuuteen. Kestävä tulevaisuus vaatiikin asukkaiden parempaa ymmärtämistä (mm. Crocker 2013); hahmottamista, millaiset ratkaisut ovat mahdollisia ja kiinnostavia erilaisille asukkaille – ja keitä ovat ne asukkaat, joita erityisesti voisi kiinnostaa energiatehokas townhouse-asuminen. Tämä raportti käsittelee energiatehokkuuden eri mahdollisuuksia ja vaikutuksia arjen asumiseen. Tässä luvussa arvioimme mahdollisuuksia erityisesti asukkaan näkökulmasta. Asukasasenteita niin asumiseen kuin energiankäyttöön on selvitetty townhouse-tutkimushankkeessa

14

useassa eri yhteydessä. Aalto-yliopiston energiatekniikan laitos toteutti loppuvuodesta 2014 energia-asenteita mitanneen Ene-verkkokyselyn, vastaajana 1350 suomalaista. Arkkitehtuurin laitoksella jatkettiin asumispreferenssien ja energia-asenteiden selvittämistä, keväällä 2015 toteutettuun Envi-verkkokyselyyn vastasi yli 1000 pääkaupunkiseudun asukasta. Aineistojen esittely on liitteessä 1. Ajankohtainen ympäristöasenteita selvittänyt tutkimus on myös Ilmastobarometri 2015, Sitran Taloustutkimuksella teettämä vastaajapaneelikysely, jonka tuloksia voimme heijastella arvioidessamme asumisen ympäristöja energia-asenteita (Ilmastobarometri 2015). Townhouse-talotyyppi kiinnostaa

Envi-kysely on osa AEF Energiatehokas townhouse – tutkimusta, mutta myös jatkoa Suomalainen unelmakoti –tutkimukselle, joka toteutettiin vuosina 2013-2015. Unelmakoti-tutkimuksessa, joka on osa Aalto-yliopiston Arkkitehtuurin laitoksen Habitat Components Townhouse –hanketta, selvitettiin asukasnäkemystä townhouse-asumiseen erityisesti asuntosuunnittelun kannalta. Kyselyssä myös selvitettiin pääkaupunkiseudulla asuvien vastaajien kiinnostusta townhouse-talotyyppiin. Sama kysymys sisällytettiin myös Envi-kyselyyn. Townhouse-kiinnostus esitetään taulukossa 2. Vuoden 2015 Envi-kyselyssä 52 % vastanneista oli täysin tai melko samaa mieltä väittämän ”Townhouse sopisi talotyyppinä minulle/meille hyvin” kanssa (kaavio 1). Vastaava luku vuoden 2014 Unelmakoti-kyselyssä oli 56 %. Vuoden 2015 kyselyssä townhouse-asumisen kiinnostavuuteen 26 % otti asiaan neutraalin kannan ja vastasi ”ei samaa mieltä eikä eri mieltä”. Näin vastanneita oli nyt jonkin verran enemmän kuin edellisessä kyselyssä, joissa neutraaleja oli 17 % vastanneista. Eroa selittää se, että vuoden 2014 Unelmakoti-kyselyssä townhouseasumiseen liittyviä ominaisuuksia kysyttiin monipuolisesti ennen varsinaista kysymystä townhouse-talon sopivuudesta. Envi-kyselyssä vastaavaa ei tehty. Lisäksi 9 % Envi-kyselyn vastaajista valitsi townhouse-asumisen itselleen mieluisimmaksi talotyypiksi; keskusteluihin viime vuosina nousseen tornitalo-asumisen kiinnostavuus oli 6 % ja rivitaloasumisen 12 %.


”TOWNHOUSE SOPISI TALOTYYPPINÄ MINULLE/MEILLE HYVIN.”

2015 2014

13 %

14 %

Täysin samaa mieltä

39 %

42 %

Melko samaa mieltä

26 %

2 %% 17

Ei samaa eikä eri mieltä

13 %

15 %

Melko eri mieltä

9%

11 %

Täysin eri mieltä

Kaavio 1. Townhouse-kiinnostus kahdessa eri kyselyssä: Envi vuonna 2015 ja Suomalainen unelmakoti vuonna 2014.

Townhouse-asuminen hiilijalanjälkeä minimoimassa?

Townhouse on talotyyppi, jonka potentiaali löytyy kaupunkimaisesta sijainnista. Suomalainen unelmakoti – tutkimus toi esiin asukkaiden näkemykset sijainnista: enemmistön toiveissa townhouse sijaitsee suhteellisen luonnonläheisessä, kattavien joukkoliikennepalveluiden äärellä olevalla alueella. Joukkoliikenteen suosiminen avaa ovia myös muihin ympäristöystävällisiin asumisen valintoihin. Juuri näiden valintojen mahdollisuuksia ja koettuja esteitäkin luodataan Envi- ja Ene-kyselyissä.

ristö- ja energia-asenteisiin yleisellä tasolla, jonka jälkeen arvioimme esimerkin suomalaisten asukkaiden energia-asenteisiin liittyvää maksuhalukkuutta. Lopuksi tarkastelemme, miten Envi-kyselyssä tunnistetut townhouse-kiinnostuneet ja townhouse-asumista itselleen sopimattomana pitävät arvioivat asumisen valintatekijöitä erityisesti energiaratkaisuihin sekä esteettömyyteen liittyen.

Tässä luvussa käsittelemme asukkaiden näkemyksiä energia- ja ympäristökysmyksiin. Ensin luomme katsauksen Ene- ja Envi-kyselyiden vastaajien ympä-

Kuva 1. Townhouse-asumisen mahdollisuuksia tutkittiin seitsemässä työpajassa (Suomalainen unelmakoti). Valokuva: Reko Laurilehto.

15


Luku 2

2.1 Haluammeko säästää energiaa?

Envi-kyselyssä tiedusteltiin sekä yleisiä ympäristö- ja energia-asenteita että asunnon valintatekijänä käytettyjä energia-asenteita. Myös yleisiä ympäristöön liittyviä arvoja selvitettiin. Ilmastobarometri 2015 -tutkimuksessa 77 % vastaajista on täysin tai jokseenkin samaa mieltä siitä, että ilmastonmuutos on yksi suurimmista globaaleista uhista. Samoista vastaajista kaksi kolmasosaa (66 %) kannattaisi uusiutuvan energian, kuten aurinko- ja tuulivoiman, käytön lisäämistä Suomessa huolimatta siitä, että energia kallistuisi. Vastaavasti puolet vastaajista (50 %) kannatti haittaverojen nostamista (mm. fossiilinen energia) ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi. Tulokset siis vihjaavat haluun osallistua ”ilmastotalkoisiin”. Ilmastobarometri 2015 ei kuitenkaan luo kuvaa ilmastomyönteisistä henkilökohtaisista valinnoista. Kyselyssä valtaosa vastaajista (65 %) ei allekirjoittanut väitettä ”olen muuttanut liikkumistani, ruokailutottumuksiani tai asumisratkaisujani ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi”. Ilmastovaikutukset otti ostopäätöksissään huomioon vain reilu kolmannes, 38 % (Ilmastobarometri 2015). Tulokset ovat yhdenmukaisia Ene ja Envi-kyselyiden kanssa, joissa selvitettiin asumiseen liittyviä energiaasenteita ja päätöksentekomotiiveja sekä yleisellä tasolla asenteita ilmastonmuutokseen ja kestävään kehitykseen. Envi-vastaajista enemmistö oli erittäin tai melko huolestunut niin globaaleista, kansallisista kuin paikallisista ympäristöongelmista (kaavio 2). Väittämät perustuivat vuonna 2001 toteutettuun ympäristöasenteita luodanneeseen kyselyyn (Heikkinen ym. 2004), jonka aineisto mahdollisti ajallisen vertailun. Vertailu osoittaa, että kansallisella tasolla pääkaupunkiseudun asukkaiden huolestuneisuus (erittäin huolestunut) eri ympäristöongelmista on lisääntynyt kautta linjan. Kuitenkin paikallisella tasolla vaikuttaa siltä, että viheralueiden häviäminen tai yksipuolistuminen koetaan kuuluvaksi osaksi kaupungistumista (erittäin huolestuneet 2001: 38 %, vuonna 2015: 30 %). Yleinen huolestuneisuus ja ymmärrys ilmastonmuutoksen hillitsemisen toimenpiteistä näkyvät myös energia-asenteissa. Energiatehokkuutta luotaavat tutkimukset tekevät useinkin rajauksen uudistuotannon ja vanhan asuntokannan välillä. Envi-kyselyssä halusimme selvittää, onko rajanveto yhtä selkeä asukkaiden

16

asumiseen ja rakentamiseen liittyvissä käsityksissä; näin haettiin tietoa myös uudistuotantona toteutettavan townhouse-kannan kiinnostavuudesta. Tulosten mukaan 43 % vastaajista on sitä mieltä, että vain itse rakentamalla tai rakennuttamalla on mahdollista saada energiatehokkaimmat ratkaisut (kaavio 3). Energiaremontteja kannattaa enemmistö vastaajista, lisäkustannuksia kaihtamatta: 69 % on täysin tai samaa mieltä väittämän ”asuinrakennusten peruskorjaukset tulisi suunnitella myös energiatehokkuutta parantavasti, vaikka se aiheuttaisi asukkaille lisäkustannuksia”. Samalla yli puolet (56%) on sitä mieltä, että energiaremonttia helpompaa on muuttaa uuteen asuntoon. Tulkintojen mukaan asukkaat kaupungeissa ja maaseudulla edustavat erilaisia ympäristömyönteisyyden arvoja, joskin myös kaupunkirakenteessa tapahtuu asennevaihteluita (Ambrosius ja Gilderbloom 2014). Kaupunkien ulkopuolella ekologisuus liittyy ensisijaisesti säästäväisyyteen, kaupungeissa taasen vihreään ajatteluun yhdessä maksuvalmiuden kanssa, eli vihreästi ajattelevat ovat valmiimpia hyväksymään ympäristöystävällisyyden korkeamman hinnan (Puohiniemi 2011). Kaupunkilaisten asenteita selvittänyt Envi-kysely tukee tätä huomiota kohonneesta maksuvalmiudesta asumisessa ja rakentamisessa. Ympäristömyönteisyys ilmenee rakentamisessa muissakin väittämissä. Kaavio 3 osoittaa, että selkeä enemmistö vastaajista pitää tärkeänä ottaa rakentamisessa huomioon rakennuksen koko elinkaari ja sen hiilipäästöt (84 %). Tässä väittämässä myös naisten ympäristöasenteiden voimallisuus tuli esiin, naisista 44% ja miehistä 34 % oli väittämän kanssa täysin samaa mieltä. Hiilijalanjäljen pienentämiseksi ympäristöystävällisten materiaalien käyttö saa myös kannatusta (75 %) – ja jälleen naiset miehiä painokkaammin: naisista 34 % ja miehistä 23 % oli väittämän kanssa täysin samaa mieltä. Vastausten perusteella vaikuttaisi siltä, että asukkailla on halua suosia ilmastonmuutoksen hillitsemistä tukevia rakennustapoja ja -materiaaleja, jopa kustannuksia kaihtamatta. Entä millaisena näyttäytyy valmius tinkiä asumisväljyydestä? Kaavio 4 osoittaa, että vastaajista 42 % oli täysin tai melko samaa mieltä väittämän ”kaikkien tulisi tinkiä omasta asumisväljyydestään ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi” – toisaalta 34 % oli enemmän tai vähemmän vastak-


KUINKA HUOLESTUNUT OLET SEURAAVISTA YMPÄRISTÖONGELMISTA? MAAILMANLAAJUISET 37 %

40 %

19 %

4%

Maailman metsien tuhoutuminen 43% erittäin huolestunut 2001 35 %

38 %

21 %

6%

Maailman sääolojen muuttuminen, esimerkiksi kasvihuoneilmiö 38% erittäin huolestunut 2001 40 %

33 %

22 %

5%

Kasvi- ja eläinlajien sukupuuttoon kuoleminen 40% erittäin huolestunut 2001

SUOMEN 30 %

39 %

25 %

7%

Luonnon monimuotoisuuden väheneminen 50 % Vesialueiden saastuminen 42% erittäin huolestunut 2001

34 %

36 %

13 %

35 %

22 %

4%

7%

Ilman saastuminen 29% erittäin huolestunut 2001 34 %

38 %

24 %

4%

Maa-alueiden saastuminen 26% erittäin huolestunut 2001

PAIKALLISET 20 % 40 % Liikenteen haitat, kuten saasteet ja melu 19% erittäin huolestunut 2001

30 %

10 %

23 % 32 % 31 % Jätteiden käsittely, kuten kuljetukset, kaatopaikat ja viemäröinti 19% erittäin huolestunut 2001 30 %

33 %

14 %

26 %

11 %

Läheisten viheralueiden häviäminen tai yksipuolistuminen 38% erittäin huolestunut 2001 Erittäin huolestunut

Melko huolestunut

Hiukan huolestunut

11 %

17 %

47 %

22 %

Kaavio 2. Yleinen huolestuneisuus ympäristöongelmista eri tasoilla.

Ei lainkaan huolestunut

3%

Asuinrakennusten peruskorjaukset tulisi suunnitella myös energiatehokkuutta parantavasti, vaikka se aiheuttaisi asukkaille lisäkustannuksia.

19 %

5%

14 %

25 %

37 %

Jos tavoittelee energiatehokasta asumista, on yleensä helpompi muuttaa uuteen asuntoon kuin remontoida vanhaa.

13 %

25 %

30 %

12 %

20 %

Vain itse rakentamalla/rakennuttamalla on mahdollisuus valita energiatehokkaimmat ratkaisut.

13 % 3 % 1 %

45 %

39 %

On tärkeää, että rakentamisessa otetaan huomioon rakennuksen koko elinkaari ja sen hiilipäästöt.

16 %

28 %

32 %

4%

20 %

Uskon, että hiilipäästöjen minimointi merkitsee aina kalliimpia rakennuskustannuksia

28 %

47 %

18 %

5%

2%

Ympäristöystävällisten rakennusmateriaalien käyttö on välttämätöntä hiilijalanjäljen pienentämiseksi. Täysin samaa mieltä

Melko samaa mieltä

Melko eri mieltä

Täysin eri mieltä

Ei samaa eikä eri mieltä

Kaavio 3. Asenteet rakentamisen ympäristövaikutuksiin

17


Luku 2

11 %

31 %

24 %

20 %

14 %

Kaikkien tulisi tinkiä omastaasumisväljyydestään ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi.

7%

27 %

34 %

20 %

13 %

Yhteisöllinen asuminen on keskeinen keino pienentää asumisen ympäristövaikutuksia

37 %

20 %

29 %

11 %

4%

Minulla ei ole riittävästi mahdollisuuksia ympäristöystävällisiin asumisen valintoihin

Täysin samaa mieltä

Melko samaa mieltä

Melko eri mieltä

Täysin eri mieltä

10 %

30 %

Ei samaa eikä eri mieltä

24 %

22 %

Kaavio 4. Valmiudet ja mahdollisuudet ympäristöystävälliseen käyttäytymiseen.

14 %

Kestävä kehitys edellyttää Suomessa kaupunkien huomattavaa tiivistämistä.

12 %

43 %

21 %

19 %

5%

Yhteinen hyvä on aina tärkeämpi kuin yksilön kokema haitta.

23 %

39 %

20 %

15 %

4%

Jos yksilö joutuu kärsimään yhteisen hyvän vuoksi, tulisi yksilön saada täysi korvaus haitasta (esim. näkymän menetys). Täysin samaa mieltä

Melko samaa mieltä

Melko eri mieltä

Täysin eri mieltä

Kaavio 5. Asenteet kestävän kehityksen perustelemaan kaupunkirakenteen tiivistämiseen ja kompensaatioon.

Ei samaa eikä eri mieltä

VASTAUKSIA YMPÄRISTÖASENNEVÄITTÄMIIN TOWNHOUSEKIINNOSTUKSEN MUKAAN, TÄYSIN TAI MELKO SAMAA MIELTÄ

90 %

81 %

On tärkeää, että rakentamisessa otetaan huomioon rakennuksen koko elinkaari ja sen hiilipäästöt.

45 %

34 %

Kaikkien tulisi tinkiä omasta asumisväljyydestään ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi.

79 %

72 %

Ympäristöystävällisten rakennusmateriaalien käyttö on välttämätöntä hiilijalanjäljen pienentämiseksi.

47 %

52 %

62 %

Uskon, että hiilipäästöjen minimointi merkitsee aina kalliimpia rakennuskustannuksia

53 %

Minulla ei ole riittävästi mahdollisuuksia ympäristöystävällisiin asumisen valintoihin

44 %

20 %

Yhteisöllinen asuminen on keskeinen keino pienentää asumisen ympäristövaikutuksia

Townhouse-kiinnostuneet Townhouse ei kiinnosta

Kaavio 6. Townhouse-myönteiset ja ne, joita townhouse ei kiinnosta: ympäristöasenteiden vertailu.

18


kaista mieltä. Asunnon koosta tinkimiseen suhtautuvat suopeimmin kerrostalojen vuokra-asukkaat (46 % täysin tai melko samaa mieltä), vähiten kannatusta antoivat omakotitaloasukkaat (36 %) ja rivitaloasukkaat (37 %). Vielä selkeämmät erot eri asumismuotojen välillä oli väitteen ”Yhteisöllinen asuminen on keskeinen keino pienentää asumisen ympäristövaikutuksia”. Väitteen kanssa oli täysin tai melko samaa mieltä 42 % kerrostalojen vuokra-asukkaista, 23 % omakotitalo- ja 29 % rivitalo- sekä omistuskerrostaloasukkaista. Yhteisöllisen asumisen yksi ilmentymä on yhteistilat, joista useimmilla meistä on jonkinasteisia kokemuksiakin. Ne ovat keino vaikuttaa tarvittaviin asuinneliöihin ja siten myös asumisen hankinta- ja kuukausikustannuksiin. Yhteistiloilla voidaan näin vaikuttaa sekä ilmastonmuutoksen hillintään että asumiskustannusten kohtuullisuuteen. Lisämotiivin yhteistiloihin liittyviin asenteiden selvittämiseen saatiin Suomalainen unelmakoti -tutkimuksessa, jossa townhouse-myönteiset olivat yllättäen yhteistilojen suosioita; kyseisessä tutkimuksessa townhouse-myönteiset näyttäytyivät kautta linjan ympäristöystävällisyyttä korostavana joukkona (Huttunen ym. 2015). Kun arvioimme townhouse-myönteisyyttä asumisen ja rakentamisen väittämiin, Envi-aineisto tukee käsitystä townhouse-myönteisten valmiudesta ilmastotekoihin (kaavio 5). Townhouse-myönteiset vastasivat tässäkin kyselyssä väittämiin yleensä ”ympäristöystävällisemmällä” tavalla kuin townhouse-kielteiset. Myös yleisiä asenteita luodanneet väittämät (kaavio 1) saivat suuremman painoarvon townhouse-myönteisissä. Voidaankin sanoa, että townhouse-asumista itselleen mahdollisena pitävät ovat arvoiltaan keskimääräistä ilmastomyönteisempiä. Tai kääntäen – asumisen ratkaisuihin ympäristöystävällisesti suhtautuvat ovat avoimempia uusille asumisen ratkaisuille, kuten townhouse-asumiselle.

Townhouse-talotyyppi voi edustaa ympäristöystävällistä asumista, monellakin tapaa. Paitsi energiatehokkuutta, tarjoaa talotyyppi yhden keinon tiivistää kaupunkirakennetta. Envi-kyselyn mukaan kestävän kehityksen perusteluihin nojaava kaupunkien huomattava tiivistämien saa vastaajissa 40 % kannatuksen (täysin tai melko sama mieltä). Toisaalta 36 % on vastakkaista mieltä. Tulos on kiinnostava sikälikin, että vastaajat edustavat pääkaupunkiseutua ja näin ollen kaupunkiasumista. Onkin tarpeellista arvioida vastauksia eri asukasprofiilien valossa. Suhtautuminen paikallisyhteisöllisyyteen ja kaupunkirakenteen tyyppiin tuottivat neljä erilaista asukastyyppiä: vilkkaan, keskustamaisen alueen sosiaaliset ja privaatit, sekä väljemmän ja vehreämmän asuinalueen sosiaaliset ja privaatit asukkaat. Kestävyys tiivistämisen perusteena koetaan perustelluksi tiiviistä asuinaluetyypin suosivissa asukkaissa (kaavio 7). Sekä vilkkaan privaatit ja sosiaaliset lukeutuvat näihin kannattajiin. Ero on merkitsevä suhteessa väljemmän asuinaluetyypin suosijoihin. Tämä viittaa siihen, että jo tiiviiden kaupunkikeskustojen jatkuva tiivistäminen saatetaan kokea hyväksyttävämpänä kuin väljempien ja vehreämpien kaupunkiasuinalueiden. Asenne paikallisyhteisöllisyyteen ei tiivistämisessä ole selittävä tekijä eli ”yhteisöllinen” asenne ei itseisarvona luo halua tiivistämisen. Merkitsevä ero oli myös yhteisen hyvän kokemisessa. Ulottuvuus saa enemmän kannatusta kaupunkikeskustamaisessa ympäristössä. Asenne paikallisyhteisöllisyyteen ei ole yhtä voimakas asenne-erojen selittäjä. Väljempien asuinalueiden asukastyypit pitävätkin muita tärkeämpänä, että esimerkiksi koetusta haitasta tulisi saada – väitteen mukaan – täysi korvaus. Vastaavasti yhteistä hyvää ei väljempien kaupunkialueiden asukkaat koe yhtä voimalliseksi perusteeksi kuin kaupunkikeskustojen asukkaat.

30 % 38 % 47 % 59 % *Kestävä kehitys edellyttää Suomessa kaupunkien huomattavaa tiivistämistä. 48 % 51 % 62 % 64 % *Yhteinen hyvä on aina tärkeämpi kuin yksilön kokema haitta. 66 % 67 % 61 % 61 % Jos yksilö joutuu kärsimään yhteisen hyvän vuoksi, tulisi yksilön saada täysi korvaus haitasta (esim. näkymän menetys) Väljän privaatit

Väljän sosiaaliset

Vilkkaan privaatit

Vilkkaan sosiaaliset

Kaavio 7. Asenteet tiivistämiseen ja kompensaatioon neljässä asukasprofiilissa, täysin tai melko samaa mieltä.

19


Luku 2

2.2 Ympäristöystävällisyyden kustannukset — olemmeko valmiit maksamaan valinnoistamme? Ilmastomyönteisyys vaatii käytännön tasolla erilaisia uhrauksia. Valmiuksia näihin selvitimme sekä Eneettä Envi-kyselyissä, joissa vastaajilta kysyttiin halukkuutta vaikuttaa asuntonsa lämpötilaan kesällä ja talvella, perusteluna energiatehokkuus ja hiilipäästöihin vaikuttaminen. Asunnon lämpötilaa talvisin oltaisiin valmiita alentamaan 1-2 asteella (kaavio 8) – osalle tämä voi merkitä aiempaa parempaa asumismukavuutta, osalle heikennystä. Erityisesti asukkaat, jotka eivät pysty säätelemään asuinhuoneittensa lämpötilaa, saattavat tällä hetkellä asua itselleen liian kylmässä tai lämpimässä asunnossa, eritoten talvisin. Asumisen haastatteluissa asukkaat ovat kertoneet uudiskohteiden makuuhuoneiden jatkuvasta tuulettamisesta, jotta kaukolämpöverkossa olevassa kerrostalossa saa makuuhuoneensa riittävän viileäksi. Tämä ei ole kovin energiatehokas ratkaisu. Toisaalta on muistettava, että mukavaksi koettu huonelämpötila ei ole kesällä aina matalampi kuin talvella (Karjalainen 2008). Eri asukkailla on erilaisia toiveita, ja kerros- ja rivitalokohteissa eri asuntojen väliset keskilämpötilat saattavat vaihdella suurestikin. Kyselyissämme kiinnosti, miten asukkaat suhtautuvat ehdotuksiin parantaa energiatehokkuutta huonelämpötilan laskemisella. Energiatekniikan talvella 2014 toteutetussa Ene-kyselyssä huonelämpötilan laskeminen 1 tai 2 asteella oli melko hyväksyttyä - vajaa 60 % vastaajista olisi tähän valmis. Toisaalta runsas neljännes ei olisi valmis mihinkään ehdotetuista toimenpiteistä. Halukkuus laskea huonelämpötilaa kuitenkin vaihtelee Ene-kyselyn tuloksissa sen mukaan, millaisena asukkaat kokevat asuntonsa nykylämpötilan (kaavio 8). Jos talvisin koetaan liian alhaisia lämpötiloja, myös valmius lämpötilan alentamiseen on vähäinen. Kiinnostavaa on kesäkausi ja asuntojen koettu ylikuumeneminen. Kaavion 8 vastaukset on tulkittavissa siten, että koska vain 15 % jättäisi valitsematta tai käyttämättä mahdollisuuden asuntokohtaisen viilennystoimintoon, voidaan valmiutta pitää toivottuna vaikka sitä ei välttämättä käytettäisikään. Haluttomuus alentaa sisälämpötilaa energiatehokkuuden parantamiseksi kasvaa sitä suuremmaksi, mitä enemmän liian alhaisia sisälämpötiloja koetaan. Toisaalta osa asuk-

20

kaista näyttää olevan valmiita sisälämpötilojen pudotukseen, vaikka lämpöviihtyvyysongelmia jossain määrin koettaisiinkin – tämä on yhdenmukainen huomio aiempien tutkimusten kanssa (Karjalainen 2008). Tuloksista käy lisäksi ilmi, että mikäli asukas ei pysty vaikuttamaan sisälämpötilaan, hän kokee muita todennäköisemmin talvisisälämpötilat liian alhaisiksi. Asuinlämpötilan nostaminen tai laskeminen vaikuttavat asumismukavuuteen ja asunnon käytettävyyteen. Karjalaisen (2008) mukaan käyttäjillä havaittiin olevan monenlaisia ongelmia termostaattien kanssa. Laitteiden tulisi olla helposti ulotuttavassa paikassa, esteettisesti muotoiltuja ja informatiivisia. Lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmän hallintaan tulisi olla yksi yhteinen käyttöliittymä sekä selkeä tapa muuttaa huonelämpötilan asetusta. Asukkaan pitäisi myös selkeästi saada palaute tekemästään säädöstä ja tieto miellyttävänä pitämänsä huonelämpötilan tasosta. Säädöllä tulisi olla nopea vaikutus huonelämpötilaan. Naisilla ja miehillä todettiin myös tilastollisesti merkittäviä eroja miellyttävänä koettavan lämpötilaan nähden. Mukavuuteen voidaan vaikuttaa myös muilla tavoin. Envi- ja Ene-kyselyissä selvitettiin motiiveja asuinrakennuksen energiatehokkuuden parantamiselle. Tässä tarkastelussa mahdollisuus vaikuttaa asumisen kustannuksiin niitä alentavasti koetaan merkittävimmäksi motivaattoriksi energiatehokkuuden parantamisella, sekä Envi- (kaavio 10) että Ene-kyselyssä (kaavio 11). Toiseksi painokkain syy on luonnonvarojen kulutuksen vähentäminen. Ilmastonmuutoksen hillitseminen ja oman asumismukavuuden lisääminen näyttäytyvät asennekysymyksessä yhtä painokkaina (kaavio 10). Erittäin tai melko paljon merkitystä painottaa ilmastonmuutoksen hillinnän kohdalla 77 % vastaajista ja asumismukavuuden lisäämisen osalta 70 % vastaajista. Ohjeita ja määräyksiä painokkaampana saattaa näyttäytyä verotus, jolla on ohjeita suurempi taloudellinen vaikutus. Kyselyiden välinen vertailu muistuttaa myös siitä, että syitä ja motiiveja on usein enemmän kuin yksi, mutta ensisijainen syy usein linkittyy taloudelliseen hyötyyn. Tämä on muistettava myös townhouse-suunnittelussa.


MITÄ SEURAAVISTA TOIMENPITEISTÄ OLISIT VALMIS TEKEMÄÄN ENERGIATEHOKKUUDEN ISÄÄMISEKSI JA HIILIPÄÄSTÖJEN VÄHENTÄMISEKSI - JOS SINULLA OLISI VALINNANMAHDOLILISUUS?

11 % Alentamaan asunnon lämpötilaa talvisin 3-4 asteella

43 % Alentamaan asunnon lämpötilaa talvisin 1-2 asteella

15 % En valitsisi/käyttäisi asunnossa viilennystoimintoa

40 % Käyttäisin asunnon viilennystä vain satunnaisesti kesäkuumalla

Kaavio 8. Valmius vaikuttaa asunnon lämpötilan energiatehokkuuden lisäämiseksi (Envi).

15 % En mitään edellisistä

KUINKA PALJON OLISIT VALMIS ALENTAMAAN OLESKELUTILOJEN (KEITTIÖ, OLOHUONE) HUONELÄMPÖTILAA ENERGIATEHOKKUUDEN PARANTAMISEKSI?

7% 7% En lainkaan

27%

1 asteella 2 asteella

27%

3 asteella tai enemmän

32%

Kaavio 9. Valmius alentaa oleskelutilojen huonelämpötiloja (Ene).

En voi vaikuttaa huonelämpötilaan

MITEN TÄRKEINÄ PERUSTELUINA PITÄISIT SEURAAVIA TEKIJÖITÄ ASUINTALON ENERGIATEHOKKUUDEN PARANTAMISELLE?

46 %

39 %

13 %

3%

Alhaisemmat käyttö- ja ylläpitokustannukset

33 %

34 %

24 %

9%

Ilmastonmuutoksen hillitseminen

35 %

35 %

23 %

7%

Luonnonvarojen kulutuksen vähentäminen

29 %

34 %

30 %

7%

Erittäin paljon merkitystä

Verotus

Melko paljon merkitystä

31 %

39 %

25 %

5%

Oman asumismukavuuden lisääminen

24 %

34 %

Asunnon jälleenmyyntiarvon lisääminen

Jonkin verran merkitystä Ei merkitystä

23 %

20 %

Kaavio 10. Asenteet energiatehokkuuden perusteluihin (Envi).

21


Luku 2

MIKÄ ON TÄRKEIN PERUSTELUNNE ASUINTALONNE ENERGIATEHOKKUUDEN PARANTAMISELLE?

2% 1% Alhaisemmat käyttö- ja ylläpitokustannukset

18%

Ilmastonmuutoksen hillitseminen

11%

68%

Luonnonvarojen kulutuksen vähentäminen Ohjeet ja määräykset Muu peruste

Kaavio 11. Energiatehokkuuden perustelut, tärkein perustelu (Ene).

KUINKA PALJON TAVANOMAISTA RATKAISUA ENEMMÄN OLISITTE LÄHTÖKOHTAISESTI VALMIS MAKSAMAAN ENERGIATEHOKUUDELTAAN PARANNETUSTA RATKAISUSTA?

4% 1% En lainkaan

19%

30%

5-10% enmmän 10-20% enemmän

46%

20-30% enemmän 30-40% enemmän

Vastaajilta kysyttiin myös, kuinka paljon eri seikoilla on merkitystä haittaavana tekijänä, jos halutaan ottaa tai on otettu uusiutuvaa energiaa osaksi omaa asumista. Kysymykseen vastanneet antoivat eniten merkitystä korkeille hankintakustannuksille (Envi: erittäin tai melko paljon merkitystä, 68 %). Myös investoinnin liian pitkäksi koettu takaisinmaksu koettiin haittana (61 %). Yllättäen käyttö- ja ylläpito koettiin myös kalliiksi (62 %). Vertailu Ene-kyselyyn tuo vastaavan suuntaiset tulokset. Korkea hankintakustannus on mitä ilmeisimmin suurin este, jos oletetaan että asukkaalla on päätäntävalta. Molemmissa kyselyissä vajaa kolmannes kokee päätäntävallan puutteen merkittäväksi haitaksi, pääkaupunkiseudun Envikyselyyn vastaavat koko maata enemmän (päätäntävallan puutteella erittäin tai melko paljon merkitystä, Envi 52 % ja Ene 38 %). Yksi selitys on vuokralla ja yhtiömuotoisissa taloissa asuvien suuri osuus verrattuna Ene-kyselyyn, jonka vastaajista noin 35 % asui omakotitalossa. Envi kyselyssä vastaava osuus on 10 %. Ene-kyselyssä selvitettiin maksuhalukkuutta suhteessa uusiutuvia energialähteitä hyödyntävään asuinrakennukseen. Vastaajista kolmannes (33 %) olisi valmis maksamaan uusiutuvia energialähteitä hyödyntävästä asuinrakennuksen energiaratkaisusta tavanomaista ratkaisua enemmän, mutta kaksi kolmannesta ei olisi. Yleinen

22

Kaavio 12. Energiatehokkuuden maksuhalukkuus (Ene).

havainto Ene-kyselystä on, että missään vastaajaryhmissä enemmistö ei ole halukas maksamaan uusiutuvia energianlähteitä hyödyntävästä ratkaisusta tavanomaista ratkaisua enemmän. Ei-vastausten osuus korostuu (74 % vastaajista) esimerkiksi 45-54-vuotiaiden ikäryhmässä, joka on kyselyssä hieman yliedustettuna. Eniten maksuhalukkuutta on akateemisesti koulutettujen (45 % kyllä-vastauksia) ja johtavassa asemassa olevien (44 % kyllä-vastauksia) keskuudessa. Asuinalueen ja talotyypin mukaan eriteltynä kyllä- ja ei-vastauksien osuuksissa ei ollut selviä poikkeamia kaikkien vastaajien tuloksesta. Ene-kyselyn mukaan vastaajat ovat valmiimpia maksamaan energiatehokkuuden parantamisesta kuin uusiutuvan energian käyttöönotosta. Mutta olisiko energiatehokkuus ja uusiutuvat energialähteet osa uuden asunnon valintaa?


Townhouse-työpajoissa asukkaat pohtivat townhouse-asumisen mahdollisuuksia: pysäköinti, kysymys hissistä tai hissivarauksesta sekä keittiön sijainnista ovat esimerkkejä valinnoista, joilla on vaikutusta koettuun esteettömyyteen. Valokuva: Reko Laurilehto

23


Luku 2

2.3 Toivotaanko esteetöntä ja energiatehokasta townhouse-asumista?

Envi-kyselyssä selvitettiin myös asunnon eri ominaisuuksia valintatekijöinä, tässä townhouse-asunnon kiinnostuksen mukaan (kaavio 13). Asumisen kustannukset ovat valintatekijöinä voimakkaimmin painottuvat – esimerkiksi sijainti ja asunnon koko sekä varustelutaso määrittyvät asukkaiden budjettirajoitteissa. Townhouseasunnon itselleen mahdolliseksi kokevista 97 % asettaa kohtuullisille kuukausittaisille asumiskustannuksille ja 96 % kohtuulliselle hankintahinnalle erittäin tai melko paljon merkitystä. Seuraavaksi merkittävimpinä koetaan toimiva pohja ja valoisuus. Koska townhouse on talotyyppi, jolle luonteenomaista on sen rajoittuminen palomuurein naapurirakennuksiin, jää ikkunallista pinta-alaa keskimääräistä vähemmän. Energiatehokkuuden tavoitteet eivät saisi vaikuttaa luonnonvalon vähenemiseen, jos talotyyppi halutaan pitää houkuttelevana. Energiaratkaisut sinänsä saavat townhouse-kiinnostuneilla keskimääräistä enemmän painoarvoa. Kaikissa vastaajissa nollaenergiatalo herätti enemmän kiinnostusta (erittäin paljon merkitystä 16 %) kuin uusiutuvat energialähteet (15 %) tai passiivitalo (12 %). Kun kiinnostusta arvioidaan ”erittäin tai melko paljon merkitystä” townhouse-myönteisten ja kielteisten välillä, huomataan että asunnon vähintään A-energiatodistus, uusiutuvat energialähteet lämmityksessä sekä passiivi- tai nollaenergiatalo nousevat kaikki keskimääräistä tärkeämmäksi valintatekijäksi. Tämä on linjassa townhousemyönteisten ympäristöystävällisemmän asenteen kanssa. Suomalainen unelmakoti -tutkimuksessa pihapiirillä tunnistettiin olevan suuri merkitys townhouse-konseptien kiinnostavuudelle. Envi-kyselyn valintakriteerien tulkinnan mukaan helppohoitoinen pieni piha kiinnostaisi yllättävänkin suurta townhouse-kiinnostuneiden joukkoa, verrattuna isoon, omaan pihaan, jolla silläkin on oma townhouse-asiakaskuntansa. Helppohoitoisuus on ominaisuus, joka tuli esiin myös townhouse-työpajoissa – townhouse-asuminen koetaan mahdollisesti muita pientaloasumisen muotoja helppohoitoisemmaksi ja jopa huolettomammaksi (Huttunen ym. 2015). Townhouse-myönteisissä korostuu myös toive muuttaa asuntoa muuttuviin elämäntilanteisiin (69 %). Toisaalta esteettömyydelle, joka on yksi niin sanotun elinkaari-

24

asumisen edellytys, townhouse-myönteiset asettavat selkeästi vähemmän painoarvoa. Tämä johtunee siitä, että townhouse on monikerroksinen asunto. Townhouseasumiseen suotuisasti suhtautuvat hyväksyvät monikerroksisuuden, jota taas perinteisesti ei liitetä esteettömyyden mielikuviin. Kuitenkin ominaisuuden tarkempi pohdinta saattaisi tuottaa suuremman painoarvon (vrt. Suomalainen unelmakoti) – monikerroksinenkin asuminen voi olla esteetöntä. Esteettömyys on myös ikäkysymys. Envi-vastaajista 72 % asui kerrostaloissa ja 27 % pientaloissa; 47 % asui omistusasunnoissa. Vuonna 2011 kaikista yli 75-vuotiaista suomalaisista noin 80% asui omistusasunnoissa ja kerrostaloissa heistä asui vain 44,5% (YM 2013). Tutkimusten mukaan ikääntyneet asuvat suurissakin asunnoissaan ja käyttävät ensin tarvittaessa muut säästönsä, ennen kuin myyvät oman asuntonsa (Clark & Deurloo 2006). Ikääntyneille tehdyn valtakunnallisen Ikääntyminen ja asuminen 2012 -kyselytutkimuksen mukaan yli 75-vuotiaista vastaajista 84% aikoi selvitä omassa asunnossaan myös toimintakyvyn heiketessä (KIRAfoorumi ja KÄKÄTE-projekti). Ikääntyminen omassa kodissa edellyttää kuitenkin asunnolta ja sen ympäristöltä esteettömyyttä. Envi-kyselyssä yli puolet kaikista vastaajista (53 %) koki esteettömyyden erittäin tai melko tärkeänä, yli 60-vuotiaista vastaajista 83 %. Vastaavasti edellä mainitun, yli 75-vuotiaille tehdyn kyselyn mukaan 73 % koki, että esteettömyys oli tärkeä osa asuinympäristöä (KIRA-foorumi ja KÄKÄTE-projekti). Ikääntyneestä väestöstä enemmistö asuu pientaloissa, joista valtaosa on esteellisiä - myös uudet asunnot. Toisaalta esimerkiksi uusista esteettömistä taloista Helsingissä vain n. 10% on ikääntyneiden käytössä (Randell 2015). Usein esteettömyyden merkitys tulee kuitenkin ilmi vasta toimintakyvyn heiketessä. Valtio myöntääkin vuosittain avustusta liikkumisesteiden poistamiseen. Vuodelle 2015 esteettömyysavustuksiin on varattu 2 miljoonaa ja jälkiasennushissien rakentamiseen 20 miljoonaa euroa. Avustusta on jouduttu myöntämään varsin uusiinkin asuntoihin. Mikäli uudet asunnot olisi suunniteltu esteettömiksi, tämä kustannus olisi yhteiskunnalle pienempi. Suomalainen unelmakoti -hankkeen työpajat muistuttivat esteettömyyden ja pysäköintijärjestelyjen liittyvän oleellisesti toisiinsa: voisihan townhouse olla autoilevan vanhuksen loppuelämän esteetön koti, jos suojaisa pysä-


1

97 % 95 %

13

Kohtuulliset kuukausittaiset asumiskustannukset 2

96 % 91 %

Esteettömyys 14

95 % 93 %

15

4

90 % 90 %

16

Asunnon valoisuus 5

6

89 % 87 % 89 % Mahdollistaa itselleni sopivan elämäntavan 87 % 69 % 55 %

67 % 47 %

17

57 % 50 %

18

19

54 % 40 %

52 % 42 %

Passiivitalo 11

50 % 37 %

26

43 % 51 %

Asunto olisi uudistuotantoa

43 % 51 %

27

43 % 38 %

22 % 17 %

Omassa piharakennuksessa sijaitseva sauna 28

18 % 13 %

Sähköauton latauspaikka asunnon välittömässä läheisyydessä

42 % 46 %

Asunnon jäähdytys- eli viilennystoiminto 20

41 % 40 %

Asuntoon suunniteltu työhuone tai -nurkkaus 21

Uusiutuvat energianlähteet asunnon lämmitysmuotona 10

27 % 19 %

Yhteissauna (esim. taloyhtiön)

43 % 46 %

Asuinrakennuksen persoonallinen ilme

Asunnon energiatodistus A tai parempi 9

25

Autohalli, -talli tai -katospaikka asunnon välittömässä läheisyydessä

Mahdollisuus asua asuinalueella ilman autoa 8

45 % 38 %

28 % 13 %

Asuinkorttelissa asukastalo (kokoontumis- ja harrastetila)

Asuntokohtainen sauna

Mahdollisuus muuntaa asuntoa muuttuviin elämäntilanteisiin 7

24

46 % 52 %

Helppohoitoinen, pieni oma piha

Toimiva pohja

33 % 42 %

Iso, oma piha

Riittävät vieraspysäköintipaikat

Kohtuullinen hankintahinta 3

23

48 % 60 %

35 % 27 %

Piharakennus, jota voi muuntaa tarpeen mukaan (harrasteihin, työhuoneeksi, varastoksi) 22

34 % 19 %

Yhteispiha (yhdessäolo, pelailu, lasten leikkipaikka jne.)

Nollaenergiatalo 12

49 % 43 %

Townhouse kiinnostaa

Erityisesti harrastevälineille suunnitellut säilytysja huoltotilat

Townhouse ei kiinnostaa 33 %

42 % Kaavio 13. Asunnon valintaan vaikuttavat tekijät ja niiden painoarvo townhouse-kiinnostuksen mukaan, erittäin tai melko paljon merkitystä. 28 % 13 %

köintipaikka on taattu ja hissi mahdollistaa vaivattoman liikkumisen eri kerroksissa (Huttunen ym. 2015). Yllättäenkin nämä ominaisuudet saivat Envi-kyselyssä jokseenkin yhtä paljon painotusta: esteettömyydelle antoi erittäin paljon merkitystä 19 % ja suojaisalle pysäköintiratkaisulle 20 % vastaajista. Asukkaiden vaade kohtuuhintaisesta asumisesta onkin sovitettava yhteen suunnittelun kanssa. Ympäristöministeriön tilaaman selvityksen mukaan (Kilpelä ym. 2014) esteettömyys lisää kerrostalossa rakennuskustannuksia noin yhdellä prosentilla. Laskelmissa on esteettömyydestä johtuvaksi asunnon lisäpinta-alaksi on laskettu enintään 1,5 m2 (wc-tila) ja piha-alueen 5,5 m2 (esteetön autopaikka). Monikerroksisissa townhouse-asunnoissa ja muissa pientaloissa pystyhissin tarvitsema tila on n. 1,0 m2. Porrashissin asentaminen vaikuttaa puolestaan portaiden leveyteen. Portaan leveyden tulee olla minimissään 800 mm, jottei portaan käyttö hankaloidu. Muita kustannuksia ovat sisääntulon luiskat ja kaiteet. Toisaalta, kustannus esimerkiksi wc- ja pesutilan korjauksesta esteettömäksi on n. 3,5 -kertainen verrattuna siihen, että se olisi toteutettu uudisrakentamisessa. Asunnon

sisäisten kevythissien kustannus oli vuonna 2014 jälkinoin 12 000 (porrashissi) – 25 000 euroa (pystyhissi)(Laakso 2015). Lisäksi pientaloasumisen haasteena ikääntyneille ovat kiinteistönhuoltoon liittyvät tehtävät, kuten lumenluonti ja lämmitysjärjestelmän ylläpito (YM 2013).

43 %27 % 51 %19 asennettuna %

Ikääntyminen ja asuminen 2012 -kyselytutkimuksen mukaan 18 % yli 75-vuotiaista kokee asumiskustannuksensa liian korkeiksi. Kyselyyn vastaajista 57 % piti energiatehokkuutta ja lämmitys- ja sähkökustannusten pienentymistä erittäin tärkeänä (KIRA-foorumi ja KÄKÄTE-projekti). Asumiskustannusten kohoaminen koskettaa kaikkia ikäluokkia. Townhouse-suunnittelussa energiatehokkuus ja esteettömyys eivät saakaan aiheuttaa lisäkustannuksia, vaan pikemminkin niiden tulee luoda mahdollisuus kohtuuhintaiseen elinkaariasumiseen.

25


Luku 2

2.4 Johtopäätökset Huolestuneisuus ympäristöongelmista on yleinen ja vallitseva. Globaalilla tasolla kasvihuoneilmiö ja metsien tuhoutuminen sekä erityisesti kasvi- ja eläinlajien kuoleminen sukupuuttoon koetaan uhkiksi. Ympäristömyönteisyys näkyy myös paikallisissa asenteissa – rakentamisessa tulisi ottaa huomioon koko elinkaari ja sen aikaiset hiilipäästöt; myös ympäristöystävällisiä materiaaleja tulisi suosia rakentamisessa. • Kestävyys tiivistämisen perusteena koetaan perustelluksi jo valmiiksi tiiviistä asuinaluetyyppiä suosivissa asukkaissa. Townhouse täydennysrakentamisen elementtinä sopii sekä keskustamaiseen että kylämäiseen tai pikkukaupunkimaiseen rakenteeseen kuitenkin siten, että väljemmän asuinaluetyypin tiivistämisessä säilytetään väljä ja vehreä yleisilme. Näin vastataan sekä olevien että uusien asukkaiden toiveisiin. • Maankäytön tasolla kysymykset viittaavat tarpeeseen ymmärtää asukkaiden valintakäyttäytymistä ja käyttäytymisen motivaattoreita aiempaa tarkemmin. Pääkaupunkiseudun asukkaista tunnistetut neljä asukasprofiilia selittävät sekä asuinalueen toivottua rakennetta että asennetta paikallisyhteisöllisyyteen ja osallistumiseen. Luokittelu auttaa ymmärtämään, millä tavoin ja keinoin eri alueita voidaan kehittää ja asukastyyppejä tavoittaa energiatehokkaan asumisen edistämisessä. • Asukasprofiilien merkitys on tärkeä tunnistaa ja hyödyntää osana suunnittelua. On tärkeä ymmärtää käyttäytymisen muutosta haittaavat esteet mutta myös motivaattorit: kenelle sopii yhteistilojen käyttö ja omista asuinneliöistä tinkiminen, kuka on valmis asettamaan yleisen edun oman edun edelle ja millä ehdoin, kuka arvottaa nollaenergiataloa asunnon valintakriteerinä, entä millaisin paikoitusjärjestelyin? • Townhouse-myönteiset näyttäytyvät keskimääräistä ympäristömyönteisempinä ja halukkaampina omaksumaan energiatehokkuuden eri muotoja. Ryhmässä on myös keskimääräistä enemmän halukkuutta tinkiä omasta asumisväljyydestä ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi. Silti myös tässä ryhmässä asunnon kohtuuhintaisuus ja kuukausittaisten asumiskustannusten kohtuullisuus ovat tärkeimmät tekijät asumisen valinnoissa. • Jotta energiatehokkuutta suosivat asumisen valinnat voidaan tehdä mahdollisiksi, on suunnitteluratkaisujen oltava kohtuuhintaisia. Tulevaisuuden townhouseasunnon on oltava taloudellisesti saavutettava ja huoletonta asumista tarjoava mahdollisuus, niin omistusasukkaille kuin uudenlaista vuokra-asumista etsiville.

26


LÄHTEET

Liite 1. Vastaajien tiedot kahdessa kyselyssä.

Kappale 2

ENE* n=1350

Envi** n=1017

ikäjakauma, vuotta

18-80

25-80

naisia

57%

49%

miehiä

43%

52%

yksin- ja kaksinasuvat

69%

70%

lapsiperheet

31%

29%

kaupunkikeskusta

18%

23%

lähiö- tai esikaupunkialue

58%

74%

maaseutu/haja-asutus

20 %

2%

3%

1%

kerrostalo

45%

72%

rivitalo

16%

17%

omakotitalo

35%

10%

omistusasunto

62%

47%

vuokra

34%

48%

-

4%

peruskoulu/kansakoulu

11%

7%

opisto

22%

16%

lukio/ammattikoulu

31%

27%

ammattikorkeakoulu

16%

19%

yliopisto/korkeakoulu

19 %

29 %

1%

2%

Ambrosius, J.D. & Gilderbloom, J.I. 2014. Who’s greener? Comparing urban and suburban residents’ environmental behaviour and concern. Local Environment: The International Journal of Justice and Sustainability, 20:7, pp. 836-849 Clark, W. & Duerloo, M. 2006. Aging in place and housing over-consumption. Journal of Housing and the Built Environment. 21:3, pp 257-270 Crocker, R. 2013. From assess to excess. consumerims, ’compulsory’ consumption and behaviour change. Teoksessa: R. Crocker and S. Lehman (toim.) Motivating Change. Sustainable Design and Behaviour in the Built Environment. Abingdon, OX: Routledge, pp.11-32. Heikkinen, T., Hirvonen, J. & Sairinen, R. 2004. IT-arki ja ympäristö. Matkapuhelin ja internet ympäristömyönteisen arjen mahdollistajana. Helsinki: Ympäristöministeriö. Huttunen, H., Hasu, E., Hirvonen, J., Tervo, A. & Ullrich, T. 2015. Uusi suomalainen unelmakoti? Asukasnäkökulma townhouse-asumiseen. Aalto yliopisto, Taiteiden ja suunnittelun korkeakoulu, Arkkitehtuurin laitos. Ilmastobarometri 2015. http://www.ym.fi/download/noname/{22C22786B04F-464B-8640-87DE9349C365}/108389 Karjalainen, S. 2007. The characteristics of usable room temperature control [Huonelämpötilan hallinnan käyttöliittymät. Käytettävyyden tarkasteluja toimistoympäristössä]. Dissertation for the degree of Doctor of Science in Technology, TKK. Espoo 2007. VTT Publications 662. 133 p. + app. 71 p. Kilpelä, N., Hätönen, J., Palo, A. & Holopainen, T. 2014. Esteetön kerrostalo tehokkaasti ja kestävästi. Ympäristöministeriön raportteja 27/2014. Ympäristöministeriö. p. 69 KIRA-foorumi ja KÄKÄTE-projekti. 2012. Ikääntyminen ja asuminen 2012 –kyselytutkimus. TNS Gallup. http://www.ikateknologia.fi/images/stories/ Julkaisut/Ikaantyminen_ja_asuminen-tutkimus_2012/Ikaantyminen_ja_ asuminen_2012_KIRA_KAKATE_75_80.pdf Laakso, Jukka. 2015, Vanhustyön keskusliitto VTKL (haastattelu 16.06.2015) Mulder, C. 1996. Housing Choige: Assumptions and approaches. Journal of Housing and the Built Environment. 11:3, p. 209-232 Puohiniemi, M. 2011. Arvot, asenteet ja ympäristönsuojelu. Teoksessa HarjuAutti, Neuvonen, Hakkarainen (toim.) Ympäristötietoisuus. Suomalaiset 2010-lukua tekemässä. Ympäristöministeriö. Rakennustieto Oy, Helsinki. pp. 31-48. Randell, M. 2015. Agless living –programme, Helsinki city. Network meeting on Research on Housing for Elderly. 18.08.2015. Strandell, A. 2011. Asukasbarometri 2010 – asukaskysely suomalaisista asuinympäristöistä. Suomen ympäristö 31. Helsinki: Edita Prima. YM. 2013. Ikäihmisten asumisen kehittämisohjelma vuosille 2013 - 2017. Valtioneuvoston periaatepäätös 18.04.2013.

VASTAAJAT

KOTITALOUSTYYPPI

NYKYASUMINEN, ALUE

muu NYKYASUMINEN, TALOTYYPPI

NYKYASUMINEN, HALLINTAMUOTO

aso KOULUTUS

akateeminen jatkokoulutus * Koko Suomi ** Pääkaupunkiseutu


Valokuva: Caroline Moinel


3 Energiatehokkaan townhousen piirteet

Tekij채t Emma Blomqvist Sudip Pal Atsushi Takano Tina Ullrich


Luku 3

3.1 Townhouse-talon etupihan järjestelyn vaikutus tontin tehokkuuteen Tina Ullrich

Kohti tehokasta maankäyttöä

Townhouse-talon on vuosituhannen vaihteesta lähtien toivottu tuovan vaihtelua suomalaiseen urbaanin asumiseen ja täyttävän samalla tavoitteet tiiviistä kaupunkirakenteesta (Kuittinen 2014). Prof. Arto Saaren ja Jaakko Nisulan laskelmat tämän raportin osassa 6.5 vahvistavat aikaisemmat käsitykset talotyypistä: townhouse-talo on maankäytöllisesti tehokas talotyyppi, joka pärjää vertailussa jopa kerrostalorakentamisen kanssa (vrt. Saari & Nisula). Townhouse-talotyypillä on myös rakennusteknisesti hyvät edellytykset täyttää energiatehokkaan ja elinkaaritehokkaan rakentamisen vaatimukset. Tiiviissä rakentamisessa asunnon ja pihan yksityisyyteen on kiinnitettävä erityisesti huomiota. Tämä vahvistui Uusi suomalainen unelmakoti -asumispreferenssikyselyssä, jossa 84 % townhouse-myönteisistä vastanneista toivoo, etteivät kadulla kulkijat pystyisi näkemään heidän asuntoonsa sisään (Huttunen ym. 2014, s.109). Tässä osiossa tutkitaan, minkälainen on pääkaupunkiseudulla jo toteutettujen townhouse-kohteiden etupihan ja sisäänkäynnin julkisuusasteen kehitys. Missä menee yksityisen ja julkisen tilan raja? Voidaanko toteutettujen kohteiden avulla löytää suuntaa antavia, urbaania tai esikaupunkimaista townhouse-aluetta leimaavia tekijöitä? Ja millä tavalla voidaan hyödyntää havainnot erilaisista ratkaisuista tontin käytön suunnittelussa ja tonttitehokkuuden määrittelyssä? Etupihan siirtymävyöhykkeet

Townhouse-talon etupihaa on tarkasteltu Aalto-yliopiston townhouse-hankkeen yhteydessä eri näkökulmista. Etupihan on todettu olevan kaupunkikuvallisesti tärkeä elementti, joka on myös esteettömän saavutettavuuden kannalta tärkeä (Kuittinen 2014). Uusi suomalainen unelmakoti -raportissa nousi esille etupihan tärkeys säilytyspaikkana ja esimerkiksi lumen kasauspaikkana. Raportissa tuodaan myös esille etupihan eri ratkaisumallit (Huttunen ym. 2015). Tarkastelun alla olleiden tonttien ja niiden välittömän ympäristön julkisuusasteen kehitystä havannoidaan jaolla, joka perustuu Eija Hasun ja Emilia Ellilän diplomitöissään käyttämiin menetelmiin. Kuten Hasu toteaa,

30

limittyvät talon ulko- ja sisätilat esimerkiksi näkymien, äänimaailman ja kulkureittien kautta toisiinsa. Yksityisyyden asteita on tarkasteltava aina asuintiloista lähtien, vaikka tutkimus keskittyisi ulkotiloihin (Hasu 2009). Koska tässä työssä haluttiin tuoda esille pienetkin yksityisyysasteen tasot, erotettiin puoliyksityiset alueet kahteen luokkaan. Alueiden tasojen määrittely on tässä työssä seuraava: Yksityinen kuvaa täysin yksityistä aluetta, kuten asuntoa, joka on asukkaan omassa käytössä ja ja hallinnassa. Tila on suojattu ulkopuolisilta tekijöiltä, kuten esimerkiksi katseilta ja ääniltä. Puoliyksityinen 1 kuvaa selkeästi ympäristöstään rajattua aluetta, joka liittyy vahvasti yksityiseen alueeseen. Yksi ero yksityiseen alueeseen on, että puoliyksityinen alue 1 mahdollistaa paremmin kontaktin luomisen puolijulkiselle tai julkiselle alueelle. Se on puolilämmin tai kylmä tila, joka on usein suojattu ulkopuolisilta katseilta. Yksityistä aluetta ovat esimerkiksi kattoterassit, parvekkeet ja suojatut pihat. Puoliyksityinen 2 eroaa edellisestä sen yksityisyyden asteessa, joka on pienempi. Se voi olla esimerkiksi suoraan julkiseen tilaan rajautuva porras townhousetalon tontilla. Puolijulkinen on alue, johon on rajatumpi pääsy kuin julkiselle alueelle. Se voi olla esimerkiksi asunto-osakeyhtiön hallinnassa oleva alue tai pihakatu. Se toimii julkisen ja puoliyksityisen tilan puskurivyöhykkeenä ja asukkaiden tapaamispaikkana. Julkinen on alue, johon kenellä tahansa on pääsy. Siihen lasketaan kadut, aukiot, torit, puistot ja muut virkistysalueet. Alueanalyysit ja alueiden vertailu

Kaikissa tarkastelun alla olleissa kohteissa siirtyminen kadulta yksityiselle alueelle eli asuntoon tapahtuu välivyöhykkeiden kautta. Alankomaista tuttua mallia, jossa asunnon ulko-ovi avautuu suoraan katualueelle, pidetään usein hyvin urbaanina, townhouse-talolle tyypillisenä ratkaisuna. Tällaisia suoria siirtymiä asunnosta kadulle


HUVITUS OMENAMÄKI

JASMIINI

M A L M I N K A R TA N O N K A U P U N K I P I E N TA LO T

K A L A S ATA M A 1

K A L A S ATA M A 2

ALPPIKYLÄ

A L U E A N A LY Y S I A L U E I D E N V E R TA I L U

YKSITYINEN

Yksityinen

JULKINEN

Puoliyksityinen 1

Puoliyksityinen 2

Puolijulkinen

Julkinen

Kaavio 1. Julkisuusastetta havannoivat värikoodit.

31


Valokuva: Kalasatama huvilat. Tina Ullrich


ei ole toteutettu yhdessäkään tarkastelun alla olleessa kohteessa. Alppikylän (A) ja Kalasataman (B, C) kohteet osoittavat myös välivyöhykkeellisten mallien tuottavan kaupunkimaisia ratkaisuja. Alppikylässä (A) talot rajautuvat suoraan jalkakäytävään, mutta sisäänvedetty tila rakennuksen pohjakerroksessa muodostaa sivusuuntaisilta katseilta suojatun, puoliyksityisen alueen. Yksityisyyttä luovat sen lisäksi portaat, jotka nostavat sisäänvedon hieman kadun yläpuolelle.

Käytännön suunnittelussa nämä havainnot voidaan hyödyntää jo asemakaavan suunnittelussa. Korkea tonttitehokkuus voidaan urbaanissa ympäristössä saavuttaa tinkimättä asukkaiden yksityisyydestä. Tällöin osa vyöhykkeistä siirtyy talon sisäpuolelle. Näissä ratkaisuissa lumen kasaus on järjestettävä kootusti tontin ulkopuolella. Säilytystilat, kuten jätteen ja ulkovälineiden säilytys, siirtyvät joko yhteisiin tiloihin tontin ulkopuolelle tai takapihalle.

Kalasataman huviloissa (B) näköyhteys kadulta asuntojen ulko-oville on suora. Talon eteen muodostuu puoliyksityinen, kapea vyöhyke. Tontin rajalla sijaitsevat muuri ja portti, istutusalue sekä ylös nostettu sisäänkäyntitaso kaiteineen ja katoksineen muodostavat selkeästi rajatun alueen, jossa yksityisyyden aste kasvaa. Kalasataman Antareksenkadun (C) kohteissa sijaitsee talon edessä puoliyksityinen tila, jonka istutusaluetta rajaa katuun päin muuri. Talon massaan on sen lisäksi kaiverrettu kaksikerroksinen tila, joka muodostaa alueen, jossa yksityisyyden aste on korkeampi kuin rungon ulkopuolella olevalla alueella. Keinot yksityisyyden luomiseen ovat sisäänvedon lisäksi ulokeparvekkeet, jotka samalla suojaavat sisäänkäyntiä katoksen lailla ja rajaavat tilan. Tässä kohteessa siirtyminen kadulta taloon tapahtuu kahden siirtymävyöhykkeen kautta, kun taas Alppikylässä ja Kalasataman huviloissa siirtyminen käy yhden vyöhykkeen kautta. Vastaavanlaisia, kahden vyöhykkeen ratkaisuja on käytetty As Oy Helsingin Huvituksessa (D) ja Helsingin Asumisoikeus Oy Jasmiinissa (E).

Väljemmillä, esikaupunkimaisilla alueilla, joissa tonttitehokkuuden tavoite on pienempi, lisää etupiha mahdollisuuksia ja asuttavuuden laatua, ja suurempaa etupihaa voidaan näistä syistä pitää toimivana mallina.

Myös Malminkartanon (F) pientalojen edessä sijaitsee kaksi vyöhykettä, joihin ulko-ovi avautuu suoraan. Kohde on esimerkki siitä, ettei urbaanisuuden aste ole pelkästään vyöhykkeiden määrästä kiinni. Kohteen etupihat ovat syviä, ja alueen katu on pihakatu. Tämä yhdistelmä tekee ratkaisusta esikaupunkimaisen, kun taas Antareksenkadun (C) toteutus, kahdesta vyöhykkeestä ja hyvin suojatusta, puoliyksityisestä sisäänkäynnistä huolimatta, on hyvin urbaani. Etupiha on pienempi ja kadun luonne kaupunkimaisempi.

Eri alueiden siirtymävyöhykkeiden rinnakkaisvertailu havainnollistaa hyvin ylhäällä kuvatut lainalaisuudet. Se kertoo sen lisäksi myös vähemmän yllättävän tosiasian. Mitä esikaupunkimaisempi ratkaisu on, sitä suurempi on tontti ja rakennuksen jalanjälki.

Katualue

Pihapolku

Rakennus

Uloke/rakennelma

Julkinen viheralue

Yksityinen viheralue

Pysäköintialue

Jätteen keräys

Negatiivinen näkymä

Positiivinen näkymä

Kaavio 2. Alueanalyysissä esitetään alueen rakenne vinjenttimäisessä kaaviossa, joissa on värikoodeilla erotettu eri alueet.

Townhouse-pihoista tehdyt havainnot pääkaupunkiseudulla vahvistavat tämän hankkeen aikaisemmissa osatutkimuksissa muodostuneen karkean jaon kahteen malliin: kaupunkimaisiin ja esikaupunkimaisiin townhouse-ratkaisuihin. Alueanalyysien vyöhykekaavioiden vertailun pohjalta voidaan todeta, että siirtymävyöhykkeiden lisääminen townhouse-tontilla lisää asunnon yksityisyyttä. Urbaanissa ympäristössä siirtymävyöhykkeiden lisääminen ei kuitenkaan edellytä etupihan kasvattamista. Lisävyöhykkeitä on mahdollista sijoittaa rakennuksen rungon sisäpuolelle. Toinen havainto liittyy urbaanisuuden asteeseen. Vyöhykkeiden määrä ei korreloi urbaanisuuden asteen kanssa. Sen sijaan vyöhykkeiden koolla on merkitystä etupihan urbaanisuuden asteeseen. Mitä isompi ja monimuotoisempi alue talon edessä sijaistee, sitä vähemmän urbaani ratkaisun lopputulos on. Näitä Helsingissä tehtyjä havaintoja tukevat aikaisemmin muissa maissa tehdyt havainnot (vrt. Ellilä 2014; Ullrich 2014).

33


5500

Luku 3

9500

2500 3000 2500

3750

3200

26950

A L U E A N A LY Y S I

A. ALPPIKYLÄ

1700

0

1

2

9700

1700

5

6500 - 6600

B . K A L A S ATA M A - A L U E 1

2000 1000 2000

0

1

n. 21500

3750 2150

10000

1500 2150 3750

2 5

0

1

2

5

0

1

2

5

6600

C . K A L A S ATA M A - A L U E 2

2500

6000

2500 2000

13000 18000

0

34

1

2

5

2500

8900

3000

10000

2000 2500

6000

2500 2000


5500

9500

2500 3000 2500

3750

3200

26950

D. HUVITUS OMENAMÄKI

5500

9500

2500 3000 2500

3750

3200

26950

1700

0

1

2

9700

1700

5

E. JASMIINI

1700

0

0

1

2

1

2

9700

2000 1000

1700

2500

8900 1500

5

5

7500

F. M A L M I N K A R TA N O N K A U P U N K I P I E N TA L O T

2000 1000

0

3000 2400

1

2

5500

5

5500

7750

2500

8900 1500

3750 25000

0

1

2

5

35


Luku 3

3.2 Jokamiehen townhouse Emma Blomqvist

Hinnan merkitys asumiselle

Asumisen toteuttaminen kohtuullisella hinnalla on asiaankuuluva näkökulma asuntomarkkinoiden kehittämisessä, sillä asunnon valinnan tärkein yksittäinen määräävä tekijä on sen hinta. Vaikka asunnon sijainnilla, palveluiden läheisyydellä ja hyvillä liikenneyhteyksillä on merkitystä, taloudelliset tosiasiat määräävät lopullista asumisvalintaa. Tutkimukset osoittavat, että jos asuntokulut ylittävät kolmekymmentä prosenttia asukkaiden kuukausituloista, ansio ei riitä asukkaan kaikkien tarpeitten täyttämiseen (Luffman 2006). Tämä tarkoittaisi sitä, että ansioon verrattuna hintavalla kodilla voi olla jopa haitallisia vaikutuksia asukkaan yleiseen hyvinvointiin. Alankomaissa townhouse-talotyypillä on pitkä perinne kohtuuhintaisena asumistapana (Ellilä 2014). Kaupunkimaisessa ympäristössä rakennuksen edut ovat oma piha, maatason sisäänkäynti ja suora yhteys kadulle. Suomessa rakennustyyppi on viime aikoina kaupungistumisen myötä esitetty kaupungin monipuolistamisen keinona ja mahdollisuutena tuoda kaupunkimaisuutta esikaupunkeihin (Jalkanen ym. 2012, Manninen & Holopainen 2006).Merkittävä tekijä rakennustyypin yleistymisessä on kuitenkin asumisen keskinkertaisen hinnan tavoittaminen, kuten Alankomaissa on jo havaittu. Suomessa asumiskulut ovat muuhun Eurooppaan verrattuna korkeampia, ja siksi asunnot ovat meillä kaupunkimaisessa ympäristössä suhteellisen pieniä (Tiihonen 2011). Suuri haaste rakennustyypin juurtuessa Suomeen onkin talotyypin sovittaminen maamme oloihin nähden sopivaan asuntokokoon. Suomalainen unelmakoti -tutkimus selvitti suomalaisten asumiseen toivottua asumiskokoa (Hasu & Tervo 2015). Vastaajien mukaan toiveasunnon tulisi, ruokakunnasta riippuen, olla enintään 120 neliömetriä. Tämä vastaa todellisuutta varsin hyvin: kolmen hengen ruokakunnasta ylöspäin asunnon koko on pohjaratkaisusta riippuen yleensä vähintään sata neliömetriä (Suomen virallinen tilasto 2014). Townhouse-talon jalanjälki ja kerrosluku

Asunnon tilajärjestelyt, aputilojen sijainti ja sisäinen liikenne määrittävät suurelta osin rakennuksen pohjaratkaisua. Eri järjestelymallien avulla syntyy hyvin vaih-

36

televia pohjaratkaisuja, joilla kullakin on omat etunsa ja haittansa. Townhouse-rakennuksen tilajärjestelystä riippuen saadaan rakennusmalleja, jotka ovat jalanjäljeltään ja kerrosluvultaan vaihtelevia ja vaikuttavat eri tavalla ympäristöön. Vertailevassa tutkimuksessa tarkastelimme siksi muodon vaikutusta rakennuksen ominaisuuksiin sekä sitä, onko tietyllä muodolla ympäristövaikutuksia tai hyötyä kaupungin tiiviyden kannalta. Tutkittavan townhouse-talotyypin lähtökohtana pidimme keskinkertaisen hinnan saavuttamista, sillä asumisen hinta on ratkaiseva tekijä talotyypin yleistymisessä. Tavoitteena oli selvittää, miten suomalaisen hintatason takia rajattu pinta-ala vaikuttaa keskieurooppalaiseen asumismalliin. Tarkasteltavien rakennuskohteiden koon määritimme Hasun ja Tervon tutkimuksen sekä Suomen tilastojen perusteella 120 neliöksi. Sen lisäksi määritimme kohteiden mitoitukseen liittyvät ominaisuudet townhouse-tutkimusprojektin määritelmän mukaan: rakennuksen kerrosluvun tulisi olla kahdesta neljään kerrosta, ja julkisivun tulisi olla rakennuksen syvyyttä pienempi (Huttunen & Kuittinen 2014). Lähtökohtien ja määritelmien perusteella saimme neljä eri townhouse-mallia, jotka ominaisuudeltaan ja muodoltaan vaihtelevat keskenään. Eri vaihtoehdoissa näkyvät rakennuksen tilajärjestelyt, kuten eri toimintojen sijoittelu ja sisäinen liikenne sekä niiden vaikutus jalanjälkeen ja kerroslukuun. Townhouse-mallien perusteella tutkimme lisäksi rakennuksen energiankulutusta sekä kortteli- ja tonttitehokkuutta ja vertailimme eri tyyppejä keskenään. Rakennuskohteiden energiankulutus

Townhouse-talotyyppi on muihin pientaloihin verrattuna ympäristöystävällinen asumismuoto (Takano 2014). Rakennuksen energiankulutus vastaa rivitalon kulutusta ja on omakoti- ja paritaloa pienempi. Ympäristövaikutuksien kannalta tiiviimmin ja korkeammin rakentaminen on yleensä hyödyllisiä. Rivitaloon verrattuna townhousetalo on yleensä kapeampi ja korkeampi, mikä viittaisi siihen, että muodon avulla rakennuksen energiatehokkuutta voisi parantaa. Laskelmien avulla selvitimme, löytyykö asumistyypin eri muodoissa vastaavia eroja. Tulokset kuitenkin osoittavat, ettei muodolla ole ympäristövaikutuksien osalta townhouse-talotyypissä havaittavia


1 12 100 12 700

KERROSALA: I

49.5 m 2

II

95.0 m 2

III

144.5 m 2

IV

194.0 m 2

HUONEALA:

3 600 3 900

I

43.5 m 2

II

83.0 m 2

III

127.0 m 2

IV

170.5 m 2

3 600 3 900

KERROSALA:

9 100 9 700

2

6 200 6 500

I

63.0 m 2

II

123.0 m 2

III

186.0 m 2

IV

249.0 m 2

HUONEALA: I

56.5 m 2

II

109.5 m 2

III

166.0 m 2

IV

222.5 m 2

6 200 6 500

KERROSALA:

7 300 7 900

3

5 600 5 900

I

46.5 m 2

II

90.0 m 2

III

136.5 m 2

IV

183.5 m 2

HUONEALA: I

41.0 m 2

II

78.5 m 2

III

119.5 m 2

IV

160.5 m 2

5 600 5 900

KERROSALA:

7 600 8 200

4

3 700 4 000

I

33.0 m 2

II

62.5 m 2

III

95.0 m 2

IV

128.0 m 2

HUONEALA: I

28.0 m 2

II

53.0 m 2

III

81.0 m 2

IV

109.5 m 2

3 700 4 000

Kylypyhuone/kodinhoito

Keittiö

Olohuone

Makuuhuone

Porraskäytävä

Kaavio 1. Hinnaltaan keskihintaisen townhouse-rakennuksen perustyypit.

37


Luku 3

MJ/m2 18 000

Käyttöenergia, uusiutumaton

16 000

Käyttöenergia, uusiutuva

14 000 12 000

Sitoutunut uusiutumaton energia

10 000

Sitoutunut uusiutuva energia

8 000 6 000 4 000 2 000 0

5.0

5.0

5.0

Kaavio 2. Perustyyppien energiankulutus, rakennukset sijoitettuna viiden asunnon ryhmään (lähde: Atsushi Takano ja Sudip Pal).

D

E

F

C

D

E

F

G

H

I

II

1.95

1.75

1.45

1.45

1.25

1.15

0.95

0.85

0.75

III

2.95

2.55

2.15

2.15

1.95

1.65

1.35

1.25

1.15

IV

3.95 A

3.45 B

2.85 C

2.85 D

2.55 E

2.25 F

1.85 G

1.75 H

1.55 I

II

1.95

1.75

1.45

1.45

1.25

1.15

0.95

0.85

0.75

III

A 2.95

B 2.55

C 2.15

D 2.15

E 1.95

F 1.65

G 1.35

H 1.25

I 1.15

IVII

2.05 3.95

1.65 3.45

1.35 2.85

1.35 2.85

1.15 2.55

1.05 2.25

0.85 1.85

0.75 1.75

0.65 1.55

III

3.05

2.45

1.95

1.95

1.75

1.55

1.25

1.15

1.05

IV

3.95 A

3.35 B

2.65 C

2.65 D

2.35 E

1.95 F

1.65 G

1.45 H

1.35 I

II

2.05

1.65

1.35

1.35

1.15

1.05

0.85

0.75

0.65

III

3.05 A

2.45 B

1.95 C

1.95 D

1.75 E

1.55 F

1.25 G

1.15 H

1.05 I

IVII

1.95 3.95

1.55 3.35

1.25 2.65

1.25 2.65

1.05 2.35

0.95 1.95

0.75 1.65

0.65 1.45

0.55 1.35

III

2.95

2.35

1.85

1.85

1.65

1.35

1.05

0.95

0.85

IV

3.95 A

3.15 B

2.45 C

2.45 D

2.15 E

1.75 F

1.45 G

1.25 H

1.15 I

II

1.95

1.55

1.25

1.25

1.05

0.95

0.75

0.65

0.55

III

A 2.95

B 2.35

C 1.85

D 1.85

E 1.65

F 1.35

G 1.05

H 0.95

I 0.85

IVII

1.95 3.95

1.55 3.15

1.25 2.45

1.25 2.45

1.05 2.15

0.95 1.75

0.75 1.45

0.65 1.25

0.65 1.15

III

2.95

2.35

1.85

1.85

1.65

1.35

1.05

0.95

0.85

IV

3.95 A

3.15 B

2.45 C

2.45 D

2.15 E

1.85 F

1.85 G

1.35 H

1.15 I

II

1.95

1.55

1.25

1.25

1.05

0.95

0.75

0.65

0.65

III

2.95

2.35

1.85

1.85

1.65

1.35

1.05

0.95

0.85

IV

3.95

3.15

2.45

2.45

2.15

1.85

1.85

1.35

1.15

2

2 3

3 4

4 Kaavio 3. Perustyyppien tonttitehokkuus.

38

G

H

I

5.0

2.0 5.0

1

I

5.0

5.0

C

H

5.0

B

15.0

F

townhouse etupiha 5.0

A

5.0

E

2.0

B

G

takapiha townhouse etupiha

D

2.0

A

C

2.0

B 2.0

A

5.0

5.0

15.0

takapiha

2.0

1

15.0

4

15.0

3

15.0

2

15.0

1


asuntoja: 34 kpl

1

ek: 1.40

asuntoja: 20 kpl

ek: 0.70

2

asuntoja: 22 kpl

3

ek: 0.85

asuntoja: 34 kpl

ek: 1.25

4

Kaavio 4. Perustyyppien korttelitehokkuus.

eroja. Tiiviit ja korkeat vaihtoehdot ovat jonkin verran parempia, mutta townhouse-talotyypeissä muotojen erot ovat niin pieniä, ettei niitä käytännössä huomaa. Hinnaltaan keskinkertaisessa townhouse-talossa muoto ei siis ole ratkaiseva tekijä energiatehokkuuden kannalta., Suurempi merkitys on, kuten aiemmat tutkimukset osoittavat, asuntoryhmän määrällä ja rakennusmateriaalien valinnalla (Takano 2014). Rakennuksen vaikutus kaupungin tiiviyteen

Vähäisistä ympäristövaikutuksista huolimatta townhouse-talojen väliset erot ovat kaupungin tiiviyden kannalta merkittäviä. Rakennustyypin tonttitehokkuutta voi Saaren ja Nisulan tutkimuksen mukaan (kappale 6.5) jopa verrata asuinkerrostaloihin. Vertaileva tutkimus neljästä eri townhouse-mallista tukee tätä tulosta. Tutkimuksesta selviää, että rakennuksen muodolla on suuri merkitys rakennuksen tonttitehokkuuteen (et). Mitä pienempi jalanjälki ja suurempi kerrosluku, sitä tehokkaampi rakennus on. Lisäksi rakennuksen kapeus vaikuttaa energiatehokkuuteen. Tonttitehokkuuteen vaikuttaa myös se, että kapeasta rakennuksesta muodostuu kapeampi piha, mikä parantaa suhteellisesti tontin energiatehokkuutta. Tonttitehokkuuden kannalta edullisinta on kapea runko, pieni jalanjälki ja korkea kerrosluku. Kaupungin tiiviyttä tutkittaessa pelkästään tonttitehokkuuden tarkastelu antaa kuitenkaan harvoin kattavaa kuvaa. Tonttitehokkuuden lisäksi tutkimme rakennuksien korttelitehokkuutta, sillä kokonaisen korttelin järjestelyt antavat kattavamman käsityksen kaupungin tiiviydestä. Korttelitehokkuuksien (e k) vertailussa huomaamme tonttitehokkuuden kanssa vastaavan taipumuksen: kapea ja korkea townhouse-talotyyppi luo suuret tehokkuusarvot, matalat ja väljät taas antavat matalammat arvot. Korttelitehokkuuden tarkastelussa selviää lisäksi, että korttelin tehokkuutta voi rakennuksen tonttitehokkuuden lailla verrata kerrostalon korttelitehokkuuteen.

alueen tiiviyteen. Ympäristön kannalta townhouse-talo on hyvin muunneltava; rakennus sopii muodosta ja korttelijärjestelystä riippuen sekä kaupunkimaisiin että esikaupunkimaisiin ympäristöihin. Jokamiehen townhouse-talon haasteet ja mahdollisuudet

Hyväksyttävä hinta on edellytys townhouse-talotyypin yleistymiselle, ja Suomen korkeiden asumiskustannuksen takia tämä johtaa varsin pieniin asuntoihin. Hinnaltaan keskikertaisen townhouse-talon muodolla ei ole havaittavaa merkitystä rakennuksen energiankulutukseen. Rakennuksen muodolla on kuitenkin suurempi merkitys kaupungin tiiviyteen. Kapealla julkisivulla, syvällä rungolla ja korkealla kerrosluvulla saadaan varsin hyvät tehokkuudet, kun taas julkisivun leveys, rungon kapeus ja rakennuksen mataluus laskee tehokkuutta. Kaupunkiympäristön kannalta näitä eroja voidaan alueen korttelijärjestelyn lisäksi hyödyntää alueen tiiviyden suunnittelussa. Asumisen kannalta tärkeät tekijät ovat kuitenkin hinnan ohella rakennuksen toimivuus ja asuttavuus. Jatkotutkimusta varten olisi siksi syytä tutkia rakennuksen muotoa tarkemmin myös asukkaiden näkökulmasta. Rakennusrungon syvyys, rakennuksen kerrosluku ja huonejärjestelyt vaikuttavat voimakkaasti asunnon toimivuuteen ja asuttavuuteen. Esitetyt townhouse-mallit ovat Suomen tämänhetkisessä asumiskannassa uusia, joten tutkittavaksi jää myös se, miten ratkaisut sopivat suomalaiseen asumistapaan.

Rakennuksen jalanjäljellä ja kerroskorkeudella on siis suuri merkitys kaupungin tiiviyteen. Tätä voidaan hyödyntää alueen kaupunkisuusasteen suunnittelussa. Hyvin kaupunkimaisia tehokkuuksia saadaan aikaan nostamalla rakennuksen kerroskorkeutta ja suunnittelemalla rakennus kapearunkoiseksi, kun taas matalammat ja väljemmät ratkaisut sopivat esikaupunkimaisiin alueisiin. Lisäksi korttelitasoisella järjestelyllä voidaan vaikuttaa

39


Luku 3

3.3 Asuntotyypien geometriset ominaisuudet Atsushi Takano

Rakennusten energiatehokkuus on monesta eri tekijästä riippuva dynaaminen muuttuja. Vaikuttavia tekijöitä ovat mm. rakennuksen mittakaava, muoto, suunta, yksityiskohdat, lämpötehokkuus ja talotekniikka (Hegger ym. 2008, Givoni 1981). Tähänastisessa tutkimuksessa on tarkasteltu rakennuksen energiatehokkuuden suhdetta sen mittakaavaan ja muotoon rakennuksen energiankulutukseen ja kustannuksiin erityisen voimakkaasti vaikuttavana tekijänä (Depecker ym. 2001, Parasonis ym. 2012, Bostancioglu 2010, Ourghi ym. 2007). Asuinrakennusten yhteydessä asuinkorttelin asuntojen lukumäärä näyttää lisäksi vaikuttavan suoraan energiatehokkuuteen. Tämä johtuu esimerkiksi siitä, että naapuriasuntojen kanssa yhteiset rakennuselementit (esim. huoneistojen välinen väliseinä) alentavat osaltaan ulkopintojen pinta-alaa suhteessa huoneistojen lattia-alaan. Tässä kappaleessa määritetään neljän asuntotyypin (omakotitalo [OKT], rivitalo [RT], townhouse [TH] ja kerrostalo [KT]) geometriset ominaisuudet käyttäen kuvitteellisia rakennusmalleja (kuva 1 ja taulukko 1). Rakennustyyppien arkkitehtonisia ominaisuuksia käsitellään kappaleessa 3.1 ja 3.2. Rivitalo ja townhouse ovat itse asiassa melko samankaltaisia rakennustyyppejä, mutta townhouse-talon erottavana tekijänä pidetään mahdollisuutta jakaa rakennus pystysuunnassa kahteen eri käyttötarkoitukseen (esim. toimistoksi ja asunnoksi tai kahteen erilliseen asuntoon), mikä tyypillisesti lisää kerrosten lukumäärää. Tässä tutkimuksessa rivitalo mallinnettiin kaksikerroksisten asuntojen rivistöksi, townhouse taas sarjaksi kolmikerroksisia asuntoja, joissa on huoneistojen välinen välipohja (toisessa kerroksessa) mahdollistamassa ensimmäisen kerroksen itsenäisen käytön. Kunkin asuntotyypin yleiseksi mitoitukseksi ja rakenteeksi suunniteltiin hypoteettiset mallit, jotka perustuvat yhteiseen moduuliin (6 x 10 x 3 m). Geometriset ominaisuudet

Taulukossa 2 esitetään neljän asuntotyypin geometristen ominaisuuksien vertailua. Nettolattia-alan suhde rakennuksen kokoon on vakio asuntotyyppien välillä, sillä tyypit perustuvat yhteiseen moduuliin. Ulkopinta-alan suhde nettolattia-alaan kertoo rakennusten tiiviydestä. Mallien välillä on suuria eroja: RT:n ja TH:n lukema on noin 2/3 ja KT:n lukema noin 1/3 OKT:oon verrattuna. Piirin suhde nettolattia-alaan ilmaisee rakennuksen herkkyyden ulkoolkosuhteille (lämpötila). OKT:n arvolla 1,0 koko sisätila altistuu ulkolämpötilan vaihteluille, kun taas vaikutus tuskin tuntuu RT:n/TH:n tapauksessa 20 %:ssa ja KT:n

40

tapauksessa 40 %:ssa sisätilasta. Tämä lukema on suorassa suhteessa rakennuksen kokoon. Nettolattia-alan suhde maahan kosketuksissa olevaan alaan (perusta) ilmaisee rakennuksen jalanjälkeä koskevaa tehokkuutta. Monissa tapauksissa rakennuksen pohjatyöt ja perusta aiheuttavat suurimman osan rakennustyön energiasta ja kustannuksista, joten niihin liittyvä tehokkuus on verrattain tärkeää. Tässä tapauksessa lukema korreloi suoraan kerrosluvun kanssa. Jaettujen elementtien pinta-alan suhde kokonaiselementtialaan ilmentää tilan eristämistehokkuutta. Esimerkiksi arvo 0,5 (KT) tarkoittaa, että eri asunnot jakavat puolet rakennuselementeistä, mikä johtaa säästöihin rakennusmateriaaleissa sekä vähentää ulkopinta-alan määrää suhteessa nettolattia-alaan. Taulukon 2 lukemat luonnollisesti vaihtelevat, kun mallien perusrakennetta (esim. koko, kerrosten lukumäärä) muutetaan. Asuntotyyppien keskinäiset suhteet eivät kuitenkaan muutu merkittävästi – olettaen, että ne suunnitellaan järjen rajoissa. Townhouse-talon ominaisuudet

Kaikissa taulukon 2 lukemissa TH-malli edustaa keskitason ominaisuuksia OKT:n ja KT:n välissä, eli sillä on vastaavia ominaisuuksia kuin RT-mallilla. TH:n ja RT:n ainoa ratkaiseva ero on kerrosten lukumäärä. Kohtuuden periaate onkin keskeinen seikka townhouse-rakennustyypissä. Kahden ristiriitaisen luonteenomaisuuden (esim. yksityisyys ja yhteisyys) rinnakkaiselo on mahdollista rivitaloissa ja townhouse-taloissa. Mahdollisuus laajentaa rakennusta pystysuunnassa tai jatkaa sitä vaakasuunnassa mahdollistaa lisäksi sen, että townhouse-rakennuksilla voidaan muodostaa yhä tiiviimpiä asuintontteja ja samalla säilyttää jokaisen asunnon yksityisyys ja oma piha. Rakennus myös tarjoaa joustavuutta monenlaisiin käyttötarkoituksiin. Townhouse-talon mittakaavaa/muotoa voidaan muokata sijainnin (esim. kaupunkikeskusta tai lähiöt), rakennusohjelman (esim. vain asumistarkoitukseen tai myös muihin toimintoihin, kuten kaupat tai toimistot), kohdeasiakkaiden (esim. pääasiassa yksinasuvat, pariskunnat tai lapsiperheet) jne. mukaan ja säilyttää samalla kohtuullinen geometrinen tehokkuus sekä laadukas elinympäristö. Suunnittelussa tulisi korostaa tätä joustavuutta, joka on ominaista geometrisesti kohtuullisen tehokkaalle townhouse-rakennustyypille, ja antaa sille mahdollisimman paljon tilaa.


Omakotitalo

Rivitalo

Townhouse

Kerrostalo

Symboli

18m18m

18m18m

30m30m

6m 6m6m 6m

18m 18m 18m 18m

18m 18m 18m 18m

30m 30m 30m 30m

Pohjapiiros

16m 16m 16m 16m 16m 16m

10m 10m 10m 10m 10m 10m

10m 10m 10m 10m 10m 10m

10m 10m 10m 10m 10m 10m

6m 6m

2.KRS 2.KRS

2.KRS 2.KRS

2.-3.KRS 2.-3.KRS

2.KRS 2.KRS 2.KRS 2.KRS

2.KRS 2.KRS 2.KRS 2.KRS

2.-3.KRS 2.-3.KRS 2.-3.KRS 2.-3.KRS

ja mitat

2.-4.KRS 2.-4.KRS 2.-4.KRS 2.-4.KRS 2.-4.KRS 2.-4.KRS

2.KRS 2.KRS 2.KRS 2.KRS 1.KRS 1.KRS 1.KRS 1.KRS 1.KRS 1.KRS

10m10m

10m10m

10m 10m 10m 10m

10m 10m 10m 10m

3.KRS 3.KRS

1.KRS 1.KRS

3.KRS 3.KRS 3.KRS 3.KRS 2.KRS 2.KRS

1.KRS 1.KRS 1.KRS 1.KRS

1.KRS 1.KRS 1.KRS 1.KRS 10m10m

3m 3m 3m 3m 3m 3m

1.KRS 1.KRS 1.KRS 1.KRS

2.KRS 2.KRS

10m 10m 10m 10m

3m 3m 3m 3m 3m 3m

Leikkaus

2.KRS 2.KRS 2.KRS 2.KRS 1.KRS 1.KRS

2.KRS 2.KRS

3m 3m 3m 3m 3m 3m 3m 3m 3m 3m 3m 3m 3m 3m 3m 3m 3m 3m

1.KRS 1.KRS 1.KRS 1.KRS

3m 3m 3m 3m 3m 3m

1.KRS 1.KRS

1.KRS 1.KRS 1.KRS 1.KRS

3m 3m 3m 3m

1.KRS 1.KRS

1.KRS 1.KRS 1.KRS 1.KRS 3m 3m 3m 3m 3m 3m 3m 3m 3m 3m

1.KRS 1.KRS

2.KRS 2.KRS 2.KRS 2.KRS 1.KRS 1.KRS

4.KRS 4.KRS 4.KRS 4.KRS 3.KRS 3.KRS 3.KRS 3.KRS 3.KRS 3.KRS 2.KRS 2.KRS

3m 3m 3m 3m

3m 3m 3m 3m

ja mitat

4.KRS 4.KRS

m2

Ulkoseinä Alapohja

Tavallinen Huoneistonvälinen

Väliseinä

Tavallinen Huoneistonvälinen

Välipohja

2.KRS 2.KRS 2.KRS 2.KRS 1.KRS 1.KRS

16m16m

1.KRS 1.KRS 1.KRS 1.KRS

16m 16m 16m 16m

Asuntoja

1

3

3

20

Kerroksia

2

2

3

4

Kerrosala

120

360

540

1920

Huoneala

96

316

475

1775

Tilavuus

360

1080

1620

5760

Perustus

48

154

154

425

Ulkoseinä

186

301

453

0

103

230

684

Huoneistojen välinen seinä

933

Kantava väliseinä

0

0

0

197

Väliseinä

52

166

166

0

0

0

166

1335

Katto

60

180

180

480

Ikkuna/ovi

10

32

47

178

Huoneistojen välinen välipohja

Sisältyy välipohjaan

Porras Rakennusosien kokonaisala Jaettujen rakennusosien ala Vaipan ala Ympärysmitta

356

935

1396

4232

0

103

396

2019

304

667

834

2016

96

268

378

1056

Taulukko 1. Perustietoa asuntomallien elementeistä ja pinta-aloista. Huoneistoala/Tilavuus Vaipan ala/ Huoneistoala Ympärysmitta/ Huoneistoala Huoneistoala/ Pohja-ala Jaettujen elementtien ala/ Elementtien kokonaisala

0,3

0,3

0,3

0,3

3,2

2,1

1,8

1,1

1,0

0,8

0,8

0,6

2,0

2,1

3,1

4,2

0

0,1

0,3

0,5

Taulukko 2. Asuntomallien geometriset lukemat.

41


Luku 3

3.4 Koko elinkaaren energiatehokkuus Sudip Pal Atsushi Takano

Energiatehokkaan townhouse-talon suunnittelu edellyttää ymmärrystä townhousen ominaispiirteistä verrattuna muihin asuntotyyppeihin. Tässä kappaleessa käsitellään eri asuntotyyppien elinkaaren aikaisia energiaprofiileja käyttämällä seuraavia asuntomalleja (kuva 1, kappale 3.3): omakotitalo (OKT), rivitalo (RT), townhouse (TH) ja kerrostalo (KT). Menetelmänä käytetään elinkaariarviointia (LCA, life cycle assessment). Arvioinnissa oletettiin, että asuntomallit rakennetaan Helsingin alueelle käyttäen Suomessa tyypillisiä rakennuselementtejä ja rungossa ristikkäin laminoitua CLTpuulevyä. Muut muuttujat (esim. vaipan U-arvo, ilmatiiviys, ikkuna-ala, rakenteiden palosuojaus, sisätilojen lämmitysjärjestelmä) vakioitiin asuntomallien välillä perustuen suomalaisiin rakennuskoodeihin D3 (2012), D5 (2012), E1 (2002) and G1 (2005). Rakennusmateriaalivalintojen merkitystä käsitellään tarkemmin kappaleessa 3.5. Tavoitteena oli määrittää kunkin asuntotyypin ominaispiirteistä johtuvat energiatasapainoerot koko elinkaaren ajalta. Laskenta perustuu Takanon ym. (2015) kehittämään menetelmään. Townhouse-talon elinkaaren aikainen energiatasapaino verrattuna muihin asuntotyyppeihin

Kuvassa 1 on yleiskatsaus asuntotyyppien elinkaaren aikaiseen primäärienergiatasapainoon. Primäärienergian (sekä uusiutuva että uusiutumaton) kulutus ja hyödyt kuvataan elinkaarivaiheiden mukaisesti: tuotanto, käyttö, ylläpito ja elinkaaren loppu (EoL, end of life). Nettoenergiahyöty määritellään siksi primäärienergian käytön säästöksi, joka saavutetaan korvaamalla primäärituotanto materiaaleilla, jotka voidaan käyttää uudelleen/kierrättää tarkasteltavan rakennuksen elinkaaren päättyessä. Kuvan 1 musta pisteviiva ilmentää elinkaaren aikaista energiatasapainoa, joka määritellään primäärienergian käytöksi vähennettynä nettoprimäärienergiahyödyllä. Käyttöenergian kulutuksessa huomioitiin ainoastaan sisätilalämmityksen energiankulutus asuntotyyppien rakenteen merkityksen selventämiseksi. Kaiken kaikkiaan asuntotyyppien erot ovat merkittäviä. Omakotitalon (OKT) arvo oli korkein, rivitalon (RT) seuraavaksi korkein, townhousen (TH) kolmanneksi korkein ja kerrostalon alhaisin. Sama trendi voidaan nähdä elinkaaren kaikissa vaiheissa, mutta ylläpidon ja elinkaaren lopun osuus lopputuloksissa on hyvin pieni.

42

Nämä tulokset näyttävät korreloivan vahvasti taulukossa 2 (kappale 3.3) esitettyjen asuntotyyppien geometristen ominaisuuksien kanssa. Esimerkiksi TH:n ja KT:n energiankulutusarvot ovat 3/4 ja 1/2 OKT:n vastaavasta, ja rakennusten tiiviysarvot (ulkopinta suhteessa nettolattia-alaan) ovat puolestaan 2/3 ja 1/3 OKT:n vastaavasta. Tiiviyden vaikutukset tulevat esiin rakennuksen elinkaaren aikana; näin ollen sekä käytettävän materiaalin määrää että käytönaikaista (sisätilalämmityksen) energiatarvetta voidaan vähentää parantamalla tiiviyttä. Myös asuntojen yhteisten elementtien ala suhteessa kokonaiselementtialaan vaikuttaa osaltaan asuntotyyppien välisiin merkittäviin eroihin, erityisesti OKT- ja KTmallien välillä. Lisäksi voitiin arvioida piirin vaikutus sisätilojen lämmitystarpeeseen. Suurempikokoinen rakennus on yleensä suotuisampi kokonais(netto)lattiaalan piirin suhteelliseen pienentämiseen ja siten tasaisemman sisälämpötilan saavuttamiseen. Rakennuksen laajentaminen pystysuunnassa ei kuitenkaan olisi tältä kannalta tehokasta, kuten voidaan nähdä taulukon 2 (kappale 3.3) lukemista. Rakennuksen jalanjälkitehokkuus (nettolattia-alan suhde perusteiden pinta-alaan) vaikuttaisi energiankulutukseen tuotantovaiheessa. Kerrosten lukumäärän lisääminen olisi siis tässä mielessä järkevää. Todellinen vaikutus ei kuitenkaan olisi suoraan edellä sanotun lainen, koska kerrosten lukumäärän kasvaessa myös perustusten koko tavanomaisesti kasvaa. Vaikka TH häviää KT:lle mm. huonomman tiiviytensä takia, se näyttäisi olevan kaiken kaikkiaan jopa RT:a parempi rakennustyyppi kerroslukumäärän lisäämismahdollisuuden ansiosta. Kuinka townhouse-talon energiatehokkuus voidaan optimoida?

Geometristen tekijöiden vaikutusten tarkempaa analysointia varten tehtiin TH-mallin parametritutkimus. Kuten kuvasta 2 ilmenee, laskenta tehtiin muuttamalla vierekkäisten ja päällekkäisten asuntojen lukumäärää. Kuvassa 3 tehdään yleiskatsaus tuloksiin verrattuna alkuperäiseen TH-malliin, kun taas taulukossa 1 näkyvät niiden geometriset ominaisuudet (ilmaistuna kahden desimaalin tarkkuudella erojen selventämiseksi). Kuten kuvasta ilmenee, primäärienergiankulutus ja elinkaaren aikainen energiatasapaino heikentyivät lineaarisesti asuntojen lukumäärän kasvaessa, kun taas


Kerrostalo Townhouse

CLT -runko

Rivitalo Omakotitalo

-10000

-5000

0

10000

5000

15000

20000

25000

MJ/m2 (lämmitetty huoneala) Energian nettohyöty

Ylläpito

Tuotanto

Käyttö (tilojen lämmitys)

Elinkaaren loppu

Elinkaaren energiatase

Kaavio 1. Asuntomallien elinkaaren energiataseen vertailua.

Townhouse - CLT -runko - 3 kerrosta

Townhouse - CLT -runko - 3 asuntoa

3 huoneistoa “3A3S”

2 kerrosta “3A2S”

3 kerrosta “3A3S”

4 kerrosta “3A4S”

6 huoneistoa “6A3S”

9 huoneistoa “9A3S”

Kaavio 2. Parametrisessä tutkimuksessa käytetyt vaihtoehdot.

3A3S (Alkuperäinen)

6A3S

9A3S

3A2S

3A4S

Huoneistoala/Tilavuus

0,29

0,30

0,30

0,29

0,29

Vaipan ala/Huoneistoala

1,76

1,53

1,46

Pohja-ala/Huoneistoala

0,80

0,75

0,74

0,85

0,77

Huoneistoala/Perustus

3,09

3,12

3,12

2,05

4,11

Jaettujen elementtien ala /Elementtien kokonaisala

0,28

0,32

0,32

0,33

0,25

2,12

1,58

Taulukko 1. Townhouse-mallin vaihtoehtoisten suunnitelmien geometriset tekijät.

43


Luku 3

Townhouse-malli CLT -runko

3A4S 3A2S 9A3S 6A3S 3A3S (Alkuperäinen)

-10000

-5000

MJ/m2 (lämmitetty huoneala)

0

5000 Energian nettohyöty

10000 Tuotanto

15000 Ylläpito

20000

Käyttö (tilojen lämmitys)

25000 Elinkaaren loppu

Elinkaaren energiatase

Kaavio 3. Parametrisen tutkimuksen tulokset.

tiiviys ja piirin suhteellinen osuus muuttuivat erityisesti asuntolukumäärien 3 ja 6 välillä. Tuotantovaiheen tulosten ja geometristen tekijöiden muutosten suhde on jokseenkin selvä. Toisaalta vaikka tulokset paranivat kerrosten lukumäärän kasvaessa (kolmesta neljään), kerrosten vähentäminen (kolmesta kahteen) aiheutti tuloksissa huomattavan heikentymisen. Tämä tulos on johdonmukainen kaikkien geometristen tekijöiden muutoksen kanssa. Myös syy siihen, että kaksikerroksisen TH:n (3A2S) tuloksissa primäärienergian kulutus oli huomattavasti suurempi kuin kolmikerroksisen (3A3S) ja vielä huonompi kuin kuvan 1 RT-mallissa, löytyy rakennuksen rakenteesta. Townhouse-talossa on välipohja, joka mahdollistaa rakennuksen pystysuuntaisen jakamisen kahdeksi eri asunnoksi ja joka on usein useampikerroksinen kuin tavanomainen välipohja johtuen toiminnallisista vaatimuksista. Välipohja näin ollen tyypillisesti lisää sitoutuneen energian määrää. Asuntojen lukumäärän lisäämisen (kolmesta kuuteen) ja kerrosten lukumäärän kasvattamisen (kolmesta neljään) vaikutus on tässä tapauksessa melko samanveroinen, vaikkakin rakennuksen jalanjälkitehokkuudella näyttäisi olevan jonkin verran merkitystä. Tulosten perusteella voidaan päätellä, että energiatehokkuuden (rakennuksen energiatehokkuus suhteessa lattiaalaan) näkökulmasta olisi järkevää suunnitella tiiviimpiä ja suurempia townhouse-rakennuksia. Townhouse-talot kannattaisi lisäksi suunnitella yli kolmikerroksisiksi ja optimoida välilattioiden määrä rakennuksen tulevien käyttötarkoitusten mukaisesti. Rakennuksen bruttoenergiankulutuksen näkökulmasta suurempi rakennus kuluttaa kuitenkin enemmän energiaa kuin pienempi, jos niiden ominaisuudet ovat muutoin identtiset (esim. energiatehokkuus, toiminnallisuus, asukasmäärä). Lisäksi energiatehokkuus henkilöä kohden laskee rakennuksen suurentuessa, kun muut muuttujat pysyvät samana. Nämä rakennuksen energiankäytön eri näkökulmat kannattaa ottaa huomioon rakennuksen kokoa suunniteltaessa. Jos TH-talorivin osia rakennetaan eri aikoina,

44

kuhunkin asuntoon tarvitaan oma lämpöeristetty, kantava ulkoseinänsä myös rakennusten väliin. Tämä lisää energiantarvetta tuotantovaiheessa ja elinkaaren päätösvaiheissa. Townhouse-talon elinkaaren aikaisen energiatehokkuuden optimoimiseksi koko rakennus tulisikin rakentaa samaan aikaan sen sijaan, että yksittäiset omistajat rakentaisivat talojaan itsenäisesti useiden vuosien kuluessa. Tämän näkökannan perusteella ja kappaleen 3.3 mukaisesti townhouse-rakennuksen suunnittelussa on tärkeää huomioida useita eri kriteereitä: ei ainoastaan energia vaan myös asumismukavuus, yksityisyys jne. Näin townhouse-talo pystyy tarjoamaan kultaisen keskitien asumisvaihtoehdon.


Valokuva: Tina Ullrich

45


Luku 3

3.5 Rakennusmateriaalien merkitys Sudip Pal Atsushi Takano

Edellisessä kappaleessa käsiteltiin townhouse-talon energiatehokkuutta geometristen ominaisuuksien kannalta muihin asuntotyyppeihin verrattuna. Tässä kappaleessa puolestaan tarkastellaan rakennusmateriaalivalinnan vaikutusta rakennuksen elinkaaren aikaiseen energiatasapainoon. Tarkastelussa käytetään omakotitalomallia (kappaleen 3.3 kuva 1) ja tutkitaan rakennuksen fysikaalista energiatehokkuutta. Vaikkakin käyttöiän tietyn osan käyttöenergialla on edelleen hallitseva osansa elinkaaren aikaisessa energiankulutuksessa, sitoutuneen energian (energiankulutus muissa elinkaaren vaiheissa kuin käytön aikana) suhteellista merkitystä on alettu viime aikoina korostaa samalla kun käyttöenergian tehokkuus on parantunut. Sopivien rakennusmateriaalien valinta muodostuu tällöin erittäin tärkeäksi, sillä rakennus on monimutkainen, monista eri materiaaleista koostuva järjestelmä. Analyysi tehtiin omakotitalolle, koska parametritutkimukseen haluttiin valita yksinkertaisin malli. Tutkimus vahvisti kuitenkin, etteivät eri materiaalien väliset erot muutu ratkaisevasti muidenkaan rakennusmallien kohdalla. Tarkempaa tietoa arviointimenetelmästä sekä tulosten yksityiskohtaisempaa tarkastelua löytyy kohdasta (Takano ym. 2015). Mitä vaikutuksia on kantavan rungon materiaalivalinnalla?

Rakennusmallin elinkaaren aikaista energiatasapainoa arvioitiin ensin muuttamalla kantavan rungon materiaaleja. Vertailua tehtiin kuuden runkomateriaalivaihtoehdon välillä: rankorakenne, ristikkäin laminoitu puulevy, teräsbetoni höyrykarkaistu kevytbetoni, tiili ja teräsrankorakenne (kuva 1). Tämän lisäksi tutkittiin vaihtoehtoisia runkomateriaaliyhdistelmiä (taulukko 1). Todellisuudessa kantavat rungot koostuvat tyypillisesti vain yhdestä materiaalista mm. kustannustehokkuussyistä. Erilaiset runkomateriaaliyhdistelmät saattavat myös aiheuttaa muutoksia sovellettaviin säännöksiin (esim. paloturvallisuuteen liittyen). Tässä yhteydessä tarkoitus kuitenkin oli tarkastella teoreettisella tasolla elinkaaren aikaisen energiatasapainon muutoksia käytettäessä rakennuksen rungossa raskaiden (teräsbetoni) ja kevyiden (puuranka ja CLT) rakenteiden yhdistelmää. Näin ollen tutkitut yhdistelmät eivät välttämättä ole käytännön rakennusratkaisujen mukaisia. Kuvassa 2 näkyy rakennusmallin elinkaaren aikaisen primäärienergiatasapainon yhteenveto kantavien runkojen eri vaihtoehdoilla. Tulokset esitetään vastaavasti kuin

46

kappaleen 3.4 kuvassa 1. Tuotantovaiheesta näytetään tässä yhteydessä ainoastaan sisätilalämmityksen energiankulutus, jotta materiaalivalinnan merkitys tulee selvemmin esiin. Tästä voimme nähdä, että CLT on suurin energiankuluttaja pääasiassa tuotantovaiheesta johtuen, mutta se myös tuottaa suurimman energiahyödyn elinkaaren päätösvaiheessa rakennusmateriaaleja kierrätettäessä. Puinen rankorakennetaas vaikuttaa parhaalta vaihtoehdolta: sen energiankulutus on alhaisin ja energiantalteenottopotentiaali suhteessa parempi. Elinkaaren aikaisen energiatasapainon perusteella puinen rankorakenne ja CLT ovat kuitenkin enemmän tai vähemmän tasavahvoja. Suurin vaihtelu materiaalivaihtoehtojen välillä ilmenee elinkaaren päätösvaiheessa, mutta ero näyttäytyy suurempana tuotantovaiheessa, koska se on hallitseva vaihe elinkaaren aikaisessa energiankulutuksessa. Elinkaaren päätösvaiheen arvot näyttävät olevan suurempia raskaille rakenteille (betoni, siporex ja tiili) kuin kevytrakenteille (puinen rankorakenne, CLT ja teräsranka). Käyttövaiheessa raskaiden rakenteiden yhteydessä ilmenee hieman pienempiä sisätilalämmityksen energiatarpeita kuin kevytrakenteiden. CLT:n tarve on lisäksi hieman pienempi kuin sitäkin kevyempien rakenteiden (puu- ja teräsrungot). Tämä voidaan tulkita energiansäästöhyödyksi, joka johtuu kantavien runkomateriaalien termisen massan vaikutuksesta. Raskasrakenteiden energiansäästöhyöty suhteessa suurimpaan sisätilalämmitystarpeeseen (teräsrunko) on 1,1–2,0 %. Vaikka termisen massan vaikutus vaikuttaa vähäiseltä, sisätilalämmityksen energiatarpeen ja rakennusmateriaalien välistä suhdetta kannattaa tarkastella muistakin näkökulmista analysoitaessa energiankäyttöä koko elinkaaren aikana. Esimerkiksi CLT:n termisen massan vaikutus vaikuttaa vähäisemmältä kuin raskaiden rakenteiden, kuten yllä mainittiin. Ihmiset kuitenkin yleensä kokevat puiset sisäpinnat ”lämpimiksi” haptisista syistä ja visuaalisen vaikutelman takia (Höppe 2002). Lisäksi sisätilojen paljas massiivipuu, kuten CLT, puskuroi kosteutta ja välittää passiivisesti sisäilmaa johtaen siten ilmalämmityksen energiankulutuksen vähenemiseen (Hamenry & Lundström 2004, Orosa & Oliveira 2009, Osanyintola & Simonson 2006). Näiden puuhun (CLT) liittyvien vaikutusten takia asukas saattaa tuntea olonsa lämpimämmäksi kuin todellinen huonelämpötila antaa ymmärtää, ja sisätilojen lämpötila-asetus saattaa siten olla alhaisempi kuin muutoin. Suuri ero voidaan havaita myös energiahyödyssä, erityisesti puurakenteisten (rankorakenne ja CLT) ja


Puinen rankorakenne

CLT

Teräsbetoni

Siporex

Tiili

Teräsranka

Kuva 1. Vaihtoehtoisia rakennemateriaaleja.

Elementti

Yhdistelmä 1

Yhdistelmä 2 Teräsbetoni

Perustus + maantasokerros 1.krs

Ulkoseinä

Yhdistelmä 3

Teräsbetoni

Teräsbetoni

2.krs

Puinen rankorakenne

CLT

Välipohja

Puinen rankorakenne

Puinen rankorakenne

Teräsbetoni

Katto

Puinen rankorakenne

Puinen rankorakenne

Teräsbetoni

Taulukko 1. Runkomateriaalien eri yhdistelmät.

Yhdistelmä 3

Yhdistelmä 2

Yhdistelmä 1

Teräsranka

Tiili

Siporex

Teräsbetoni

CLT

Puinen rankorakenne

-7500

-2500

0

MJ/m (lämmitetty huoneala)

2500

7500

12500

17500

22500

27500

2

Energian nettohyöty

Tuotanto

Ylläpito

Käyttö (tilojen lämmitys)

Elinkaaren loppu

Elinkaaren energiatase

Kuva 2. Runkomateriaalien ja yhdistelmävaihtoehtojen vertailutulokset.

47


Luku 3

Rakennusosaluokka

Sisäverhous

Lattia

Ulkoverhous

Kate

Lämmöneriste

Alkuperäinen

Kipsilevy (maalattu)

Lauta (maalattu)

Lauta (maalattu)

PVC-levy 1.2mm

Kivivilla

Vaihtoehto 1

Vaneri (maalattu, palosuojattu)

Muovimatto 2.6 mm

Sinkitty teräs 0.6 mm

Sinkitty teräs 0.4mm

Lasivilla

Vaihtoehto 2

Sementtikuitulevy (maalattu) 9 tai 12mm

Kalkkikivi 10mm

Rappaus 20 mm

Bitumihuopa 9mm

Selluvilla

Vaihtoehto 3

MDF-levy (maalattu) 12mm

Keraaminen laatta 7mm

Tiili 85mm

Kuitusementtilevy 4mm

Solumuovi (EPS): 20 kg/m3, 0.04 w/mK

Kuitusementtilevy 8mm

Betonitiili 15mm

Solumuovi (EPS): 40 kg/m3, 0.035 w/mK

Vaihtoehto 4

Solumuovi (EPS): 50 kg/m3, 0.03 w/mK

Vaihtoehto 5

Taulukko 2. Materiaalivaihtoehdot.

Lämmöneriste

EPS (50kg/m3) EPS (40kg/m3) EPS (30kg/m3) Selluvilla Lasivilla Betonitiili

Kate

Kuitusementtilevy Bitumihuopa Sinkitty teräs Kuitusementtiylevy

Ulkoverhous

Tiili Rappaus Sinkitty teräs Keraaminen

Lattia

Kalkkikivi PVC MDF

Sisäverhous

Sementtikuitulevy Vaneri

Alkuperäinen -7500

-2500

0

MJ/m2 (lämmitetty huoneala)

2500

7500

Energian nettohyöty

12500

Tuotanto

Elinkaaren energiatase

Kuva 3. Rakennusmateriaalien vertailutulokset.

48

17500

Ylläpito

22500

Käyttö (tilojen lämmitys)

27500

Elinkaaren loppu


muiden runkojen välillä. Puutuotteiden kierrätys sekundaaripolttoaineeksi ja teräksen kierrätys raaka-aineeksi on tässä suhteessa merkittävää. Vaikka tässä tutkimuksessa käsiteltiinkin vain yhtä kierrätysskenaariota, myös muiden skenaarioiden merkitys elinkaaren aikaiselle energiatasapainolle on huomionarvoista. Esimerkiksi puutuotteiden uudelleenkäyttö sekundaarituotteina sekä betonielementtien (esim. seinäelementit) suora uudelleenkäyttö johtavat erilaisiin hyötyihin. Erilaisten runkomateriaaliyhdistelmien tulosten perusteella vaikuttaa kaiken kaikkiaan järkevältä yhdistää osittain raskaita rakenne-elementtejä CLT:n kanssa, jolloin energiantarve on pienempi niin valmistusvaiheessa kuin käytönkin aikana. Olisi lisäksi tehokasta sisällyttää kevytrakenne-elementtejä (rakenteellisista syistä luultavimmin lattia- ja kattolaatoissa) raskaisiin rakenteisiin. Kiinnostava jatkotutkimusaihe voisi olla eri runkomateriaaliyhdistelmien vaikutukset eri näkökulmista (esim. kustannukset, ympäristövaikutukset, psykologinen kokemus) rakennuksen elinkaaren aikana. Mitä vaikutuksia on pintojen ja eristeiden valinnalla?

Pintarakenteiden ja -materiaalien (sisäverhoilu, lattiapäällyste, ulkoverhoilu ja kattopäällyste) sekä lämmöneristeen materiaalivalintojen vaikutusta elinkaaren aikaiseen energiatasapainoon verrattiin käyttäen LWTrunkoista rakennusmallia. Kussakin rakennuskomponenttiluokassa vertaillut materiaalivaihtoehdot esitetään taulukossa 2. Lämpöeristysvertailussa tutkittiin myös eroja, joita ilmeni käytettäessä saman eristysmateriaalin (EPS) eri tiheyksiä, jotka puolestaan johtivat eri lambda-arvoihin ja paksuuksiin. Vertailun tulokset esitetään kuvassa 3. Vaihtoehtojen väliset erot ovat kaikkiaan vähäisiä verrattuna kantavan rungon komponenttien merkitykseen. Erot näkyvät melko selvästi valmistusvaiheessa ja energiahyödyssä. Vaippaja lämpöeristysmateriaalien valinta johtaa verrattain suureen vaihteluun erityisesti mainituissa vaiheissa. Nämä tulokset kumpuavat pääasiassa käytetyn materiaalin suuresta määrästä. Vaihtoehtojen välillä esiintyy melko suuria eroja myös tietyissä ylläpidon ja elinkaaren lopun vaiheissa, mutta nämä erot eivät ole yhtä selviä johtuen niiden vähäisemmästä osuudesta kokonaiskuvassa. Materiaalivalintojen vaikutus käyttöenergiaan ei ole erityisen merkittävää näissä komponenttiluokissa. Edellisen kappaleen mukaisesti pintakomponenttien muut vaikutukset sisätilojen lämmitystarpeeseen tulisi kuitenkin ottaa huomioon.

kiksi käytön aikana ja energiahyödyn kannalta, kun asiaa katsotaan eri näkökulmista. EPS-eriste on toinen osuva esimerkki: materiaalin tiheydestä huolimatta EPS-eriste näyttää vaikuttavan energiankulutukseen melko negatiivisesti, vaikka sillä onkin elinkaaren lopussa suurin energia-arvo. Tuloksista tulee siten paremmat nettolukujen pohjalta. Tämä tulos viittaisi siihen, että elinkaaren loppuvaiheen suunnittelu on verrattain tärkeää. Vaikka tulokset antavat ymmärtää, että ohuempi (tiheämpi) eristys johtaa huonompaan elinkaaren aikaiseen energiatasapainoon, sillä voi olla toisenlaisia etuja. Rakennuselementin ohuempi eristekerros esimerkiksi mahdollistaa suuremman sisätilan ulkomittoja suurentamatta. Tämä voi olla etu esimerkiksi silloin, kun asemakaava määrää rakennuksille selkeät ulkomitat. Energiatehokkaan rakennuksen rakennusmateriaalivalinta on kaikkiaan monisyinen asia. Edellisissä kappaleissa käsiteltyjen määrällisten seikkojen lisäksi huomioon on otettava myös laadulliset näkökulmat. Esimerkiksi pintamateriaalien valinta vaikuttaa paitsi rakennuksen energiankäyttöön myös rakennuksen laatuun. Sekä verhousmateriaali itsessään että sen viimeistely vaíkuttavat merkittävästi sisäilmaan. Ulkoverhoilu on merkittävä yhtäältä rakennuksen ympäristöön näkyvän julkisivun takia, toisaalta paloturvallisuuden kannalta (yhdessä eristysmateriaalin kanssa), jos rakennuksia sijoitetaan lähekkäin. Nämä osatekijät määräävät rakennuksen kokonaisvaikutuksen. Koska rakennuksen viehättävyys on olennainen osa elinkaaren aikaista energiatehokkuutta ja kestävyyttä, rakennuksen ulkoasu – joka on toki subjektiivinen ja laadullinen asia – tulisi ottaa huomioon myös keskusteltaessa rakennuksen energiatehokkuudesta. Koska sellaista materiaalia ei ole olemassakaan, joka olisi kaikilla mittapuilla täydellinen, kaikkia materiaaleja on syytä tarkastella mahdollisimman laajakatseisesti. Keskeisen tärkeää on noudattaa periaatetta ”oikea materiaali oikeaan paikkaan” – rakennushankkeen tavoitteet ja konsepti huomioiden.

Kuinka rakennusmateriaalinäkökulmat tulisi ottaa huomioon?

Kuten aiemmissa kappaleissa on todettu, elinkaariajattelu tulisi ottaa joka tapauksessa huomioon materiaalivalintaprosessissa. Hyvä esimerkki löytyy runkomateriaalivertailusta. CLT ei vaikuta parhaalta vaihtoehdolta, jos kulutusta tarkastellaan ainoastaan valmistusvaiheen osalta. Se tarjoaa kuitenkin monenlaista potentiaalia rakennuksen energiatehokkuuden lisäämiseen esimer-

49


Luku 3

3.6 Johtopäätökset Sudip Pal Atsushi Takano

Tässä luvussa tarkasteltiin townhouse-rakennustyypin ominaispiirteitä verrattuna muihin asuntotyyppeihin (omakotitalo, rivitalo ja kerrostalo) elinkaaren aikaisen energiatehokkuuden näkökulmasta. Lisäksi tutustuttiin lähempään tutkimukseen elinkaaren aikaisesta energiankäytöstä liittyen rakennuksen materiaalivalintoihin. Tärkeimmät johtopäätökset ovat seuraavat: • Elinkaaren aikainen energiatasapaino vaihtelee merkittävästi asuntotyyppien välillä energiatehokkuuden perusteella (MJ/m2 nettolattia-ala). Omakotitalo vaati eniten, rivitalo toiseksi eniten ja townhouse kolmanneksi eniten energiaa. Vähäisin energiantarve oli kerrostalolla. • Rakennuksen geometriset ominaispiirteet, erityisesti tiiviys (ulkopinta suhteessa nettolattia-alaan), korreloivat vahvasti energiatehokkuuden kanssa. • Energiaa tulisikin pohtia paitsi ”tehokkuuden” myös ”bruttoarvon (MJ/rakennus)” ja ”käyttöasteen (MJ/ asukas)” näkökulmista. • Materiaalivalinnan vaikutus rakennuksen elinkaaren aikaiseen energiankäyttöön vaikuttaa vähäiseltä verrattuna geometrisen tehokkuuden vaikutukseen. Elinkaaren aikaiseen energiatasapainoon merkittävästi vaikuttava nettoenergiahyöty riippuu kuitenkin suuresti käytettävistä materiaaleista. • Kantavan rungon materiaali sekä eristysmateriaalit tulisi valita huolellisesti elinkaaren aikaisen energiatasapainon optimoimiseksi. Kokonaisuudessaan townhouse-rakennus on järkevä ja joustava asuinrakennustyyppi, jossa voidaan toteuttaa rinnakkain useita ominaisuuksia (esim. geometrinen tehokkuus, erilaiset rakennusohjelmat, tiiviys/eheys, yksityisyys/yksilöllisyys). Tämä on townhouse-rakennustyypin luontainen vahvuus. Näin ollen townhousetalojen suunnittelussa kannattaisi korostaa tätä ominaisuutta ja antaa sille mahdollisimman paljon tilaa.

50


LÄHTEET Kappale 3.1 Ellilä, E. (2014) ”Herenhuisesta kaupunki-

Luffman, J. (2006) ”Measuring housing affordability”. Perspectives on labour and income

Kappale 3.4

7(11).

Takano, A., Pal, S., Kuittinen, M. ym. (2015)

Taiteiden ja suunnittelun korkeakoulu, ark-

Manninen, R. & Holopainen, T. (2006)

dings: A case study on hypothetical building

kitehtuurin laitos.

”Townhouse - Kytketty omatonttinen pien-

models in Finland”. Energy and Buildings 89:

talo kaupungissa. Lähtökohtia ja tavoitteita”.

192-202.

taloksi”. Diplomityö. Espoo: Aalto-yliopisto,

Hasu, E. (2009) ”Koti pihalla, kodin ulkotilat yksityisestä julkiseen. Asukkaiden kokemuksia asumisesta ja asumisen laadusta”. Diplomityö. Espoo: Teknillinen korkeakoulu, arkkitehtuurin laitos. Kuittinen, M. (toim.) (2014) ”Energiatehokas townhouse. Taustat ja mahdollisuudet”. Aalto-yliopiston julkaisusarja CROSS OVER 4/2014. Espoo: Aalto-yliopisto. Huttunen, H., Hasu, E.,Hirvonen, J. ym. (2015) ”Uusi suomalainen unelmakoti? Asukasnäkökulma townhouse-asumiseen”. Aalto-yliopisto, Taiteiden ja suunnittelun korkeakoulu, Arkkitehtuurin laitos. Helsingin kaupungin karttapalvelu, kartta. hel.fi.

Helsingin kaupunkisuunnitteluviraston yleissuunnitteluosaston selvityksiä 2006:8. Hel-

”Life cycle energy balance of residential buil-

Ympäristöministeriö (2012) ”Suomen raken-

sinki: Helsingin kaupunkisuunnitteluvirasto.

tamismääräyskokoelma D3. Rakennusten

Suomen virallinen tilasto (2014) ”Asunnot

sinki: Oikeusministeriö.

ja asuinolot 2013” Saatavana: http://tilastokeskus.fi/til/asas/2012/asas_2012_201305-22_tie_001_fi.html [Viitattu 7. toukokuuta 2015]. Takano, A. (2014) ”Rakennusmateriaalien energiatehokkuus”. Julkaisussa Energiatehokas townhouse – taustat ja mahdollisuudet. Aalto-yliopiston julkaisusarja CROSS OVER

energiatehokkuus, määräykset ja ohjeet.” Hel-

Ympäristöministeriö (2012) ” Suomen rakentamismääräyskokoelma D5. Rakennuksen energiankulutuksen ja lämmitystarpeen laskenta, ohjeet.” Helsinki: Oikeusministeriö. Ympäristöministeriö (2002) ”Suomen rakentamismääräyskokoelma E1. Rakennusten paloturvallisuus, määräykset ja ohjeet.” Hel-

4/2014. Espoo: Aalto-yliopisto.

sinki: Oikeusministeriö.

Tiihonen, A. (2011) ”Asumisväljyys lisääntyy

Ympäristöministeriö (2005) ”Suomen raken-

hitaasti”. Saatavana: http://www.stat.fi/tup/ vl2010/art_2011-10-18_001.html [Viitattu 10.

tamismääräyskokoelma G1. Asuntosuunnittelu, määräykset ja ohjeet”. Helsinki: Oikeus-

elokuuta 2015].

ministeriö.

Arkkitehtitoimisto Oy.

Kappale 3.3

Kappale 3.5

Jasmiini, Vuosaari. Arkkitehti Ulpu Tiuri,

Bostancioglu, E. (2010) “Effect of building

Hameury, S. & Lundström, T. (2004) “Cont-

Alppikylä. Arkkitehti Pentti Raiski, POOK

Arkkitehtitoimisto Tiuri & Lommi Oy. Anna Ratian keräämä materiaali. Aalto-yliopisto, Taiteiden ja suunnittelun korkeakoulu, Arkkitehtuurin laitos. Kaikki piirustukset Tina Ullrich.

shape on a residential building’s construction, energy and life cycle cost”. Archit Sci

campaign.” Energy and Buildings 36: 281-292.

Depecker, P., Menezo, C., Virgone, J. ym.

Höppe, P. (2002) “Different aspects of asses-

(2001) “Design of building shape and energetic consumption”. Building and Environment 36: 627-635.

Ellilä, E. (2014) ”Herenhuisesta kaupunki-

Givoni, B. (1981) “Conservation and the use of

Taiteiden ja suunnittelun korkeakoulu, arkkitehtuurin laitos. Hasu, E. & Tervo, A. (2015) ”Townhousekyselyn väliraportti 2015”. Saatavana: http:// issuu.com/eijahasu/docs/townhousekyselyn_v__liraportti_201 [Viitattu 30. kesäkuuta 2015]. Huttunen, H. & Kuittinen, M. (2014) ”Taustaa”. Julkaisussa Energiatehokas townhouse – taustat ja mahdollisuudet. Aalto-yliopiston julkaisusarja CROSS OVER 4/2014. Espoo: Aalto-yliopisto. Jalkanen, R., Haapanen, S., Helander, H. ym. (2012) ”Townhouse-rakentaminen Helsin-

a good indoor climate: in situ measurement

Rev. 53: 441-467.

Kappale 3.2

taloksi”. Diplomityö. Espoo: Aalto-yliopisto,

ribution of indoor exposed massive wood to

integrated-passive energy systems in archi-

sing indoor and outdoor thermal comfort”. Energy and Buildings 34: 661-665. Orosa, J. & Oliveira, A. (2009) “Energy saving with passive climate control methods in Spanish office buildings”. Energy and Buildings

tecture”. Energy and Buildings 3(3): 213-227.

41: 823-828.

Hegger, M., Fuchs, M., Stark, T. ym. (2008)

Osanyintola, O. & Simonson, C. (2006) “Mois-

“Energy Manual – Sustainable Architecture”.

ture buffering capacity of hygroscopic buil-

Birkhäuser Verlag AG, Basel.

ding materials: Experimental facilities and

Ourghi, R., Al-Anzi, A. & Krarti, M. (2007)

1270-1282.

“A simplified analysis method to predict the impact of shape on annual energy use for office buildings”. Energ Convers Manage.

energy impact”. Energy and Buildings 38:

Takano, A., Pal, S., Kuittinen, M. ym. (2015) “The effect of material selection on life cycle

48: 300-305.

energy balance: A case study on a hypothe-

Parasonis, J., Keizikas, A. & Kalibatien, D.

Environment 89: 192-202.

tical building model in Finland”. Building and

(2012) “The relationship between the shape of a building and its energy performance”. Architectural Engineering and Design Management 8: 246-256.

gissä”. Helsingin kaupunkisuunnitteluviraston julkaisuja 2012. Helsinki: Helsingin kaupunginsuunnitteluvirasto.

51


Valokuva: Caroline Moinel


4 Uusiutuva energia ja sen varastointi

Tekij채t Kari Alanne Merkebu Z. Degefa Elahe Doroudchi Sudip Pal


Luku 4

4.1 Kotitalouksien korkean resoluution energiakysyntämalli Merkebu Z. Degefa Elahe Doroudchi

Energiankulutus kotona on merkittävä hiilipäästöjen lähde, ja riippuu asukkaiden omista toimintatavoista. Tarkemmin sanoen energian, erityisesti sähkön kulutuksen ajankohta riippuu huomattavasti asukkaiden eri toimintojen ajoituksesta. Kun mallinnetaan kotitalouksien korkean aikaresoluution tarveprofiileja esimerkiksi suunniteltaessa ja arvioitaessa kysynnänhallintaa (DSM, demand side management) – mukaan lukien kysynnän ajallinen siirto – on näin ollen erittäin hyödyllistä tarkastella asukkaiden käyttäytymistä siinä, milloin he todennäköisesti käyttävät kodinkoneita, valaistusta ja lämmitystä. Tästä syystä kotitalouksien sähkönkulutuksen kehittämiseen sovelletaan korkean resoluution simulaatiomallia (Richardson ym. 2010). Simulaatiomalli on yksityiskohtainen ja perusteellinen menetelmä asumistietojen hankkimiseen, ja sitä on muokattu erityisesti suomalaisten kotitalouksien energiankulutustottumuksien pohjalta. Lähestymistavan avulla voidaan tuottaa asumiseen liittyvää tilastollista aikasarjatietoa yhden minuutin resoluutiolla, ottaen huomioon myös arkipäivien ja viikonloppujen erot. Malli myös huomioi talossa tietyllä hetkellä aktiivisesti toimivien asukkaiden lukumäärän, mikä on tärkeä tieto esimerkiksi jaetun energiankäytön (laitteiden yhteiskäyttö) mallintamisen kannalta. Malli on toteutettu Excel-ympäristössä. Kuvassa 1 näkyvät simulaation tulokset tyypilliselle heinäkuiselle arkipäivälle. Simulaatiomallia varten on määritettävä ennalta kolme parametriä: 1. Aktiivisten asukkaiden lukumäärä 2. Auringon säteilyintensiteetti (W/m2) 3. Asunnon laitteiden omistus. Tässä esiteltävässä esimerkissä talon asukkaiden lukumäärä on neljä. Koska simulaatioon on mallinnettu myös kaikki kodinkoneet, taloille on mahdollista valita erilaisia laiteyhdistelmiä. Yksi korkean resoluution sähköntarveprofiilien muodostamisen tavoitteista on osoittaa todellisen sähkönkysynnän erittäin sattumanvarainen luonne yksittäisen asunnon tasolla (Richardson ym. 2009). Kuormitusprofiilien vertailu yhden ja kolmenkymmenen minuutin aikaresoluutiolla osoittaa korkeamman resoluution merkityksen kuormitustottumusten tarkastelussa. Kaaviossa 2 näkyy suuria mutta lyhyitä kuormapiikkejä yhden

54

minuutin resoluutiolla. Esimerkiksi klo 16.00:n ja 17.00:n kohdalla näkyvät piikit, jotka eivät juurikaan vaikuta tarveprofiiliin puolen tunnin aikaresoluutiolla (Wright & Firth 2007). On olemassa myös toinen alhaalta ylös etenevä mallinnus- ja simulaatioalusta, Oxfordin yliopiston Energy and Power Group -ryhmän kehittämä ”Suricatta” (Ford ym. 2013). Suricatta on joustava avoimen lähdekoodin alusta, jossa yhdistyvät sähkömallinnuksen perusperiaatteet, empiirinen data ja yhteiskuntatieteelliset näkemykset laitteiden energiankäytön mallinnuksesta useilla ajallisilla ja tilaan liittyvillä mittareilla. Aaltoyliopiston sähköjärjestelmien ja suurjännitetekniikan laboratorio sekä Oxfordin yliopiston EPG-laboratorio tekivät keväällä 2015 yhteistyötä Suricatta-alustan laajentamiseksi ja muokkaamiseksi, jotta se saatiin soveltumaan tyypillisten suomalaisten kotitalouksien laiteomistukseen ja Suomen ympäristöolosuhteisiin. Työssä huomioitiin erityisesti laitteiden omistustiedot ja kahden lämpökapasiteetin malli yhden perheen asuttamassa omakotitalossa. Suricatta toimii iteratiivisesti; kunkin talon yksittäisten laitteiden kysyntä lasketaan aikavälille τ, joka perustuu laitteiden todennäköisiin omistusprofiileihin, totuttuihin toimintamalleihin ja laiteprofiileihin (katso kaavio 3) (Ford ym. 2013). Kaaviossa 4 esitetään kotitalouden älymittarin todellisten lukemien sekä Suricatta-simulaatiotulosten vertailua. Kaavion 4 kohderakennus on suomalainen suorasähkölämmitteinen yhden perheen omakotitalo. Kaaviossa 4 näkyvä selvä epäsuhta ilmentää erityistä hankaluutta, joka liittyy inhimillisen toiminnan sattumanvaraisuuden mallintamiseen yksittäisen talouden tasolla. Kumulatiivisia vaikutuksia voidaan kuitenkin simuloida luotettavasti tämäntyyppisissä, alhaalta ylös etenevissä simulaatioalustoissa. Suricatta-alustan avulla määritetään myös sisätilojen lämpöhyödyn määrää sekä sen aiheuttamia vaikutuksia lämmitysenergiatarpeeseen tyypillisessä suomalaisessa yhden perheen omakotitalossa. Tutkimus on tarpeen, sillä eri energiatehokkuusmittarien väliltä puuttuu keskinäinen koordinaatio. Ilman rakennusympäristön kattavaa, korkean resoluution energiakysyntämallia tiettyihin ongelmiin kohdennetut itsenäiset ja hajallaan olevat energiatehokkuusstrategiat saattavat johtaa koko-


Aktiivisten käyttäjien määrä (vasen akseli) Ulkoinen säteily, eksponentiaalinen siirtymä (W/m2, oikea akseli)

6

1000

5

800

4

600

3 400

2

200

1

0 0:00

6:00

12:00

18:00

0:00 Kellonaika

Asunnon kuormitusprofiili (W)

6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 0

0,25

0,5

0,75

1 Kellonaika

Kaavio 1. Asunnon kuormitusprofiili suhteessa auringon säteilyintensiteettiin ja asukkaiden läsnäoloon.

Kuormitus (W)

1 min kW

30 min kW

4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 00

02

04

06

08

10

12

14

16

18

20

22

00 Aika (t)

Kaavio 2. Kuormaprofiilit yhden ja kolmenkymmenen minuutin aikaresoluutiolla (Wright ja Firth, 2007).

55


Luku 4

Suricatta Kyselyn tiedot

Laitteiden omistajuus

Pv Qv -tiedot

Laiteprofiilit

Laitekäyttö

Σ Kotitalouden käyttö Käyttöympäristö

Aktiivisuus

Σ

Vaika = ζ -1

Verkkomalli

Kaavio 3. Suricatta-alustan rakenteellinen yleiskatsaus (Ford ym. 2013).

Todellinen

Simulaatio

12 10 8 6 4 2 0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

0

Aika (tuntia) Kaavio 4. Tyypillisen suomalaisen omakotitalon Suricatta-simulaation ja todellisten mittausten vertailua talvisen arkipäivän osalta.

naisuuden tehottomuuteen tai kokonaisenergiaratkaisun hiilijalanjäljen kasvamiseen. Tutkimuksen pääasiallinen löydös oli riippuvuus lämmitysenergiatarpeen ja sisälämpötilan välillä käytetyn tyyppisellä kysyntävasteohjelmalla (Degefa ym. 2015). Kun jakeluverkossa ja yksittäisessä rakennuksessa hyödynnetään uusiutuvia energianlähteitä, korkean resoluution tutkimuksilla voidaan tuoda lisävahvistusta niiden tärkeydelle. Uusiutuvat energianlähteet, esim. aurinkosähkö ja mikrotuulivoimalat eivät toimi yhtäjaksoisesti, ja niiden sattumanvaraista toimintaa voidaan seurata paremmin korkeamman resoluution tarkastelulla. Usein toistuvat, jaksottaiset kuormitukset (kuten lämmityslaitteet) lisäävät myös osaltaan tarvetta tutkimukselle yhden minuutin resoluutiolla. Asuinrakennusten kuormarakenne on myös hyvin erilainen verrattuna suureen toimistorakennukseen, jossa on huomattavasti suurempia ja

56

lähes pysyviä kuormia (esim. valaistus, tuuletus, pumput ja tietokoneet). Toimistorakennuksen minuuttikohtaiset erot ovat suurimman osan ajasta verrattain pieniä kokonaiskuormitukseen nähden. Asuinrakennuksen kuormaprofiili sen sijaan vaihtelee merkittävästi, kun yksittäistä laitetta (esim. vedenkeitin) käytetään muutaman minuutin ajan. Tutkimalla rakennuksen tarveprofiilia sekä aurinkosähkötuotantoa korkealla resoluutiolla voidaan näin ollen määrittää suuret, nopeat käyttöpiikit, tuottaa insinööreille lisätietoa turvatoimia, kaapelointia ja mitoitusasioita varten sekä parantaa kysynnänhallintaa järjestelmiä suunniteltaessa ja arvioitaessa. Tämäntyyppisiä tavoitteita voidaan toteuttaa sisällyttämällä aurinkosähkö ja tuuliturbiinimallit Suricattan kaltaisiin, alhaalta ylös eteneviin simulaatioalustoihin.


Valokuva: Tina Ullrich

57


Luku 4

4.2 AurinkonsähkÜn hyÜdyntämisstrategioita townhouse-taloissa Sudip Pal

AurinkosähkÜstä on tullut yksi lupaavimmista uusiutuvan energian lähteistä rakennuskäytÜssä. Tämän kappaleen tavoitteena on laatia aurinkosähkÜlle erilaisia hyÜdyntämisstrategioita sekä osoittaa, kuinka nämä strategiat voivat vaikuttaa rakennuksen sähkÜenergiantarpeeseen. Tarkastelun alla on kolmikerroksinen townhouse-yleiskonseptin mukainen rakennus, jonka arkkitehtuuri ja geometria perustuvat saksalaiseen townhouse-suunnitteluperinteeseen (Ullrich, 2013). Rakennus sijaitsee Helsingissä (60°N, 25°E), ja se on etelä–pohjoissuuntainen. Lämmitettävää pinta-alaa on 259,6, m2, ja kunkin kerroksen sisäkorkeus on 2,6 m. Rakennuksessa on kattoalaa noin 80 m2, josta puolta (= 40 m2) suunnitellaan aurinkosähkÜkäyttÜÜn. AurinkosähkÜä on lisäksi mahdollista hyÜdyntää etelän- ja pohjoisenpuoleisilla julkisivuilla sekä pihatiellä talon edessä. Tältä pohjalta ehdotettiin neljää aurinkosähkÜstrategiaa, joiden avulla voitaisiin saada suurin mahdollinen hyÜty aurinkosähkÜn valjastamiseen käytettävissä olevasta pinta-alasta. Strategiaehdotukset luetellaan taulukossa 1. AurinkosähkÜn tuntikohtaisen tuotantokapasiteetin laskemisessa eri strategiavaihtoehdoille hyÜdynnettiin dynaamista IDA ICE-simulointia (2013). Simulaation tuloksista voidaan johtaa eri strategioiden mahdollistamat aurinkosähkÜn tuntikohtaiset tuotantokapasiteetit. Vuositason kumulatiivinen tuotanto näkyy taulukon 1 kolmannessa sarakkeessa. Lisäksi tehtiin ns. matching-analyysi kaikille neljälle strategialle, jotta voitiin laskea townhouse-talon vuosittainen sähkÜntuonti ja -vienti. Tuntikohtainen analyysi tehtiin jälkiprosessoimalla aurinkosähkÜtuotannon sekä talon sähkÜntarpeen simulaatiotuloksia. Tulosten perusteella laskettiin eri aurinkosähkÜstrategioille vuositason kumulatiivinen sähkÜntuonti verkosta sekä sähkÜnvienti verkkoon taulukon 2 mukaisesti. Kumulatiivinen arvo saatiin laskemalla yhteen tuntikohtaiset lukemat. Viennin minimoimisen kannalta strategia S1 näyttäisi olevan paras aurinkosähkÜn hyÜdyntämisstrategia townhouse-talolle, mutta se johtaa järjestelmän alimitoitukseen enimmäistuontiarvonsa takia. Toisaalta strategioissa S2, S3 ja S4 viennin määrä on suuri, mutta tuodusta sähkÜstä saatavat säästÜt ovat vain 2–3 kWh/m2a verrattuna S1:een. Laskelmat eivät sisällä sähkÜn varastointia, mistä syystä viennin määrä on suuri. Korkeasta vientilukemasta voidaan päätellä, että talon koko käytettävissä olevan alan hyÜdyntäminen aurinkosähkÜkäyttÜÜn saattaa johtaa ylimitoitusongelmiin. Viedystä säh-

58

kÜstä saatavat tuotot muodostavat lähes kolmanneksen tuodun sähkÜn hinnasta. Kustannusten näkÜkulmasta ei siis ole suositeltavaa myÜskään lisätä vientisähkÜn määrää liiaksi. Talolle laskettu sähkÜntarve on 34 kWh/m2a. AurinkosähkÜtuotannon epäyhtenäisen luonteen takia millään strategialla ei voida täyttää talon koko sähkÜntarvetta. Jos kuitenkin oletamme, että käytettävissä olisi sähkÜvarasto, strategioilla S2, S3 ja S4 voitaisiin vähentää vientiä lukemiin 8 KWh/m2a, 19 KWh/m2a ja 25 KWh/m2a, ja sähkÜntarve voitaisiin myÜs kattaa kokonaisuudessaan. Strategia 2 olisi siinä tapauksessa paras vaihtoehto, koska sen minimivienti on 8 KWh/m2a ja kaikki paikan päällä tuotettu sähkÜ voidaan hyÜdyntää energiavarastoinnin avulla. Tuntikohtaisten tietojen avulla tehtiin myÜs energian matching-laskelma lähteessä (Cao ym., 2013) selitettyjen periaatteiden pohjalta. Energian matching-tietoja tarkasteltiin tässä yhteydessä perustuen paikallisesti tuotetun energian osuuteen (OEF, on-site energy fraction), joka määritellään siksi kuormituksen osuudeksi, jonka paikan päällä tapahtuva tuotanto kattaa

đ?‘śđ?‘śđ?‘śđ?‘śđ?‘śđ?‘ś =

đ?’•đ?’•

âˆŤđ?’•đ?’• đ?&#x;?đ?&#x;? đ?‘´đ?‘´đ?‘´đ?‘´đ?‘´đ?‘´ [đ?‘Źđ?‘Źđ?‘ˇđ?‘ˇđ?‘ˇđ?‘ˇ (đ?’•đ?’•);đ?‘Źđ?‘Źđ?’†đ?’† (đ?’•đ?’•)]đ?’…đ?’…đ?’…đ?’… đ?&#x;?đ?&#x;?

đ?’•đ?’•

âˆŤđ?’•đ?’• đ?&#x;?đ?&#x;? đ?‘Źđ?‘Źđ?’†đ?’† (đ?’•đ?’•)đ?’…đ?’…đ?’…đ?’… đ?&#x;?đ?&#x;?

, đ?&#x;Žđ?&#x;Ž ≤ đ?‘śđ?‘śđ?‘śđ?‘śđ?‘śđ?‘ś ≤ đ?&#x;?đ?&#x;?

jossa EPV (t) ja Ee (t) ovat paikan päällä tuotettu sähkÜ sekä sähkÜntarve aikahetkellä t, kun taas �dt� on laskelmassa käytetty aika-askel, 1 tunti. Muuttujat t1 ja t2 edustavat aikajänteen alku- ja loppukohtia: tuntia 1 ja tuntia 8 760. Parhaassa tapauksessa paikallisesti tuotetun energian osuuden lukema on 1,0, jolloin rakennus käyttää 100 % omasta tuotannostaan. Vuositason laskennalliset OEF-keskiarvot eri aurinkosähkÜstrategioille esitetään taulukossa 3. Nämä arvot osoittavat kuormituksen prosentuaalisen osuuden, jonka rakennuksen oma aurinkosähkÜtuotanto kattaa. On haastavaa lÜytää paras strategia tarkastelemalla pelkkiä OEF-maksimilukemia, koska OEF-arvon nousu on verrattain pientä strategioissa 2, 3 ja 4. AurinkosähkÜasennuksen laajentaminen nostaa investointikustannuksia, mutta paikan päällä tuotetun energian hyÜdyntämiseen aiheutuva hyÜty on erittäin pieni. Toisaalta OEF-arvo on huonoin strategiassa S1, mistä voidaan päätellä, että kyseisen strategian aurinkosähkÜjärjestelmä on alimitoitettu.

(1)


Tuotto

Teho

Käyttö L(t)

II I I

III t 1

t

2

Aika (t) Kaavio 1. OEF-indeksin laskennan periaate.

Strategia Strategia 1 (S1) Strategia 2 (S2)

Vuosituotto (kWh/m2a)

Kuvaus 40 m2 PV vain katolla 40 m2 PV katolla + 40 m2 PV eteläjulkisivussa

24 42

40 m2 PV katolla Strategia 3 (S3)

+ 40 m2 PV eteläjulkisivussa

53

+ 40 m2 PV pohjoisjulkisivussa 40 m2 PV katolla Strategia 4 (S4)

+ 40 m2 PV eteläjulkisivussa + 40 m2 PV pohjoisjulkisivussa

59

+ 15 m2 PV pihatiellä Taulukko 1. Aurinkosähkön hyödyntämisstrategiat ja vuositason tuotanto.

Strategia

Tuonti (kWh/m2a)

Vienti (kWh/m2 a)

Strategia 1 (S1)

23

13

Strategia 1 (S1)

0,29

Strategia 2 (S2)

21

29

Strategia 2 (S2)

0,35

Strategia 3 (S3)

20

39

Strategia 3 (S3)

0,38

Strategia 4 (S4)

20

45

Strategia 4 (S4)

0,39

Taulukko 2. Tuonti ja vienti eri strategioilla.

Strategia

Vuoden OEF ka.

Taulukko 3. Keskimääräiset OEF-kertoimet vuositasolla

59


Luku 4

4.3 Rakennuksen ylijäämäenergian hallinta Kari Alanne Elahe Doroudchi

Uusiutuvia energialähteitä on pidetty ratkaisuna maailman energiahuoliin, jotka liittyvät perinteisiin tuotantotapoihin. Uusiutuvien energiateknologioiden joukosta verkkoon liitetty aurinkosähkösovellus on saanut tutkimuksessa suurta huomiota, koska se vaikuttaisi olevan yksi tehokkaimmista ratkaisuista CO2-päästöjen vähentämiseen ja ympäristön energiaongelmaan (Wai & Wang, 2008). Aurinkosähköjärjestelmän epäyhtenäisen energiatuotannon yhdistäminen dynaamiseen energiakysyntään on kuitenkin yksi merkittävimmistä haasteista – jonka ratkaisuna toimivat varastointilaitteet. Energianpurun mahdollistavat varastointiteknologiat tuottavat lisähyötyä julkisiin palveluihin, kodinomistajille ja kaupallisille asiakkaille tarjoamalla parempaa luotettavuutta ja toimituslaatua sekä alhaisempia energian kokonaiskustannuksia (Ton ym. 2008). Seuraavassa käsitellään kolmea erilaista sähkönvarastointistrategiaa suomalaisen townhouse-tapaustutkimuksen yhteydessä. Sähkötariffien vaikutukset akkujen optimaaliseen energianvarastoinnin mitoitukseen Pääasiassa jakeluverkostoon liittyvät seikat, mm. loppukäytön kasvava kysyntä, sähkönjakelukeskusten rajoitukset sekä jännitehäviö (Leadbetter & Swan 2012), ovat siirtäneet palveluntarjoajien huomiota kysyntähuippujen hallintaan. Keinoina on käytetty tosiaikaista energiahinnoitteluarviointia sekä kysyntäpohjaista hinnoittelua teollisille ja kaupallisille asiakkaille. Älymittarien ja sähköautojen viime aikoina lisäntyneen käytön myötä palveluntarjoajat ovat maailmanlaajuisesti ottamassa kuluttajamarkkinoilla käyttöön reaaliaikaisia käyttörakenne- ja huippukysyntäpohjaisia hinnoitteluja asuinrakennuksissa. Akkujen kyky toimittaa energiaa, joka on tuotettu tietyllä hetkellä ja joka vastaa kuormitukseen vasta myöhempänä ajankohtana, voi tuoda taloudellista hyötyä järjestelmän omistajalle kysyntähuippujen tasaamisen, kuormansiirron ja kysyntävastesovellusten avulla. Käyttörakenne sekä palveluntarjoajan ja asiakkaan välinen vuorovaikutus määrittävät, mitä sovellusta käytetään (Ton ym. 2008). Kysyntähuippujen tasaamisella viitataan prosessiin, jossa vähennetään palveluntarjoajayritykseltä kovimman kysynnän ja korkeimman hinnan aikana ostetun energian määrää. Kuormansiirto puolestaan tarkoittaa kuormanhallintatekniikkaa, jolla tähdätään kysynnän siirtämiseen huippuhetkistä päivän muihin aikoihin. Kysyntävaste määritellään niiksi loppu-

60

käyttäjien sähkönkäytön muutoksiksi normaaleihin kulutustottumuksiin verrattuna, jotka johtuvat vähittäisistä sähkön hinnan muutoksista sähkön käytön vähentämiseksi korkeiden tukkumarkkinahintojen tai järjestelmän luotettavuuden vaarantumisen aikaan. Käytettävä tekniikka vaikuttaa siten akkujen koon ja purkutehon optimointiin. Akkujen koon ja purkutehon problematiikkaa aurinkosähköön ja tuuleen perustuvissa sovelluksissa on käsitelty useissa tutkimuksissa. Olemme tutkineet sähkötariffien vaikutusta akkujen koon ja purun ajoituksen optimointiin asukaskuluttajille, joilla on käytössään aurinkosähkö-/varastointijärjestelmä. Reaaliaikaisesti sähköä ostavat, aurinkosähkö-/varastointijärjestelmää käyttävät asiakkaat voivat käyttää alkupäivän aikana tuotettua aurinkosähkön ylijäämää hyödyksi myöhemmän kuormituksen aikana (= kuormansiirto). Mikäli aurinkosähkön tuotanto ei riitä akun lataamiseen, sähköä voidaan ostaa verkosta halvan energianhinnan aikana. Verkosta ostettu sähkö varastoidaan, ja sillä vastataan kuormaan joko osittain tai kokonaan huippuhintojen voimassaoloaikana. Kysyntähuippuja tasataan verkkoon liitetyillä aurinkosähköjärjestelmillä siten, että aurinkosähköllä katetaan tietyn kynnysarvon ylittävä sähköntarve kokonaisuudessaan. Mikäli aurinkosähkön tuotantomäärä on riittämätön, rakennuksen kysyntää alennetaan haluttuun arvoon käyttämällä aiemmin ladattua akkua. Tavoitteena on tutkia kysyntähuippujen hallinnassa yleisimmin käytössä olevien tariffirakenteiden vaikutuksia akkujen optimaaliseen mitoitukseen ja purkuun, jotta voitaisiin minimoida verkosta ostettavan sähkön kustannukset. Kohderakennuksen (259,6 m2 lämmitettävää alaa) energiakustannuksia optimoidaan akun energiavarastoinnin mitoituksella. Energiankysyntä ja tuotettu aurinkoenergia saadaan käyttämällä kappaleessa 4.2 esiteltyä, koko rakennuksen huomioivaa IDA-ICE-simulaatioohjelmistoa (IDA-ICE 1995). Sähkön ostohintalaskelmissa sovelletaan Nordpoolin määrittämiä sähkönhintoja Suomessa (Nordpool) ja sähkön myyntihinta verkkoon oletetaan suomalaisten sähkömarkkinoiden nykytasolle, eli noin kolmasosaksi ostohinnasta. Ajoitusmalli energiakustannusten minimoimiseksi tehdään kolmelle eri akkukoolle: 10 kWh, 20 kWh ja 30 kWh. Lisäksi tarkastellaan vuoden eri kuukausia. Laskennat on tehty neljälle eri strategialle liittyen kohderakennuksen paneeliasen-


Varaston koko

10 kWh

20 kWh

30 kWh

Strategia 1 (S1)

101,2

120,3

125,6

Strategia 2 (S2)

579,0

685,9

716,3

Strategia 3 (S3)

317,1

376,2

392,9

Strategia 4 (S4)

175,0

206,3

215,5

Taulukko 1. Eri varastointikapasiteetteihin liittyvä vuosittainen energiansäästöprosentti (%) kussakin strategiassa verrattuna varastoinnin puuttumiseen.

nuksiin (kappale 4.2). Tulosten vertailu osoittaa, että jopa huonoimmassa paneeliasennusstrategiassa (S1) omistaja saa jonkin verran rahallista hyvitystä verkon palveluntarjoajalta eikä hänen tarvitse maksaa mitään sähkönkulutuksestaan minkään varastointikoon yhteydessä. Taulukossa 1 esitetään yhteenveto omistajan vuosittaisten säästöjen prosentuaalisesta määrästä kussakin tapauksessa. Sata prosenttia viittaa siihen tapaukseen, ettei omistaja maksa ostetusta sähköstä (koska rakennuksen tuottama paikallinen sähkö kattaa hänen koko kysyntänsä) eikä hän myöskään tienaa sähkönmyynnillä (koska kaikki tuotettu energia myös kulutetaan). Voidaan lisäksi todeta, että paneeliasennusstrategia 2 johtaa muihin strategioihin verrattuna suurimpiin energiakustannussäästöihin johtuen itse asiassa tuotetun aurinkoenergian määrästä. Strategioissa 3 ja 4 omistaja saa jonkin verran tuottoa verkkoon liitetystä aurinkosähköjärjestelmästään, joten hyvitykset vähenevät järjestelmään lisätyn varastoinnin myötä. Sen sijaan strategiassa 2 ilman varastoasennusta omistaja ei saa mitään tuottoa, mikä lisää varastoinnin mukanaan tuomaa hyötyä. Kaikkiaan voidaan sanoa, että omistaja hyötyy kaikissa tapauksissa verkkoon liitetystä aurinkosähkö-/varastojärjestelmästä (Doroudchi ym. 2015).

taisiin hyödynnettyä ylijäämäsähköä, vastattua liikennevaatimuksiin sekä muodostettua arvio paikallisen vedyn varastointitarpeesta. Kohderakennus edusti suomalaista townhouse-konseptia. Rakennuksen lämpökäyttäytymistä simuloitiin koko rakennuksen huomioivalla IDAICE-simulaatiotyökalulla. Aurinkosähköpaneelia oletettiin asennetun 80 m2 katolle ja 40 m2 etelänpuoleiselle seinälle. Aurinkosähköpaneelit liitettiin 26 kW:n elektrolyysilaitteeseen 230 V:n tasavirtakiskolla, ja laitteen tehokkuutta arvioitiin tuntikohtaisesti yksinkertaistetun termodynaamisen mallin avulla (Ulleberg 2003).

Ylijäämäsähkön hallinta paikallisella vedyntuotannolla

Kohti asumisen ja liikkumisen yhdistettyä energiaratkaisua

Useat valmistajat ovat ilmoittaneet tuovansa markkinoille polttokennoauton vuoden 2015 aikana. Verrattuna tavallisiin autoihin vetyautojen etuna on nopea ja helppo tankkaus (n. 3 min) sekä parempi energianvarastointikapasiteetti (6 kg vetyä / 700 bar), jolloin ajomatka tankkausten välillä voi olla jopa yli 600 km. Koska uusiutuvaa energiaa (aurinkosähkö tai tuuli) hyödyntävien järjestelmien asentaminen rakennuksiin väistämättä johtaa energian kausittaiseen epäsuhtaan verkkovakaussyistä ja koska tätä epätasapainoa on kompensoitava energiaa varastoimalla, kiinnostava tulevaisuuden mahdollisuus liittyen ylijäämäsähköön (verkkoon viemisen sijaan) olisi muuntaa se elektrolyysillä vedyksi, jota voidaan puolestaan hyödyntää kulkuneuvojen polttoaineena. Ihmisten liikkuvuus tulisi näin mahdolliseksi paikallisen, uusiutuvan energian tuotannon avulla.

Kestävän energiajärjestelmän tavoitteluun ehdotetaan rakennusten ja kulkuvälineiden yhteistä energiaratkaisua, jossa ajoneuvot voivat ladata energiaa rakennukseen/verkkoon energiakysynnän tasapainottamiseksi.

Teimme laskennallisen tutkimuksen, jolla selvitettiin vedyntuotannon vuosittaista potentiaalia. Samalla saa-

Tulokset viittaavat siihen, että sähkön vuosittaista ylijäämää voidaan vähentää lukemasta 43 kWh/m2,a arvoon 0,2 kWh/m2,a. Vuosittainen vedyntuotantopotentiaali on tässä 210–230 kg/a riippuen sähkönjakelun tehokkuudesta. Vedyntuotannon vuosihyötysuhde on 65 %. Toyota Mirai -vetyautolla on mahdollista saavuttaa päivittäinen 50–80 km:n ajomatka auton käyttäjäprofiilista riippuen. Suurimmat haasteet ovat paikallisen (kausittaisen) vedynvarastointikapasiteetin suuri vaatimus ( jopa 26 m3) sekä monimutkainen ja kallis teknologia, joka ei ole taloudellisesti toteuttamiskelpoinen näin pienessä mittakaavassa.

Teimme alustavan tutkimuksen, jossa luotiin taloudelliset perusteet järjestelmälle, jossa polttokennopohjaista kulkuvälinettä käytetään lämpöä tarkkailevana mikrotason yhteistuotantovälineenä. Väline tasapainottaisi rakennuksen lämpöenergiatarvetta sekä hallinnoisi sähkötilannetta akkujen välityksellä verkosta tuonnin ja verkkoon viennin avulla (syöttötariffilla 1/3 markkinahinnasta). Simuloinnin kohderakennukset olivat townhouse, 134 m2:n passiivitalo, sekä 1960-luvun tyypillistä energiatehokkuutta edustava omakotitalo. Ensimmäinen lämmitysjärjestelmävaihtoehto oli maalämpöpumppu ja toinen polttokennoauto (Toyota Mirai) mukaan lukien asianmukaisesti mitoitetut paikalliset lämpövarastointisäiliöt (Jäspi 1500-K) sekä sähkövarasto (Tesla Power-

61


Luku 4

wall, päivittäisen verkkokäytön minimoimiseksi). Ensiksi mainitussa vaihtoehdossa käytettiin Toyota Avensis Sedan 1.8 Valvematic -autoa vaihtoehtona henkilökuljetukseen ”Mirai”-polttokennoauton sijasta. Perinteisen vaihtoehdon (vaihtoehto 1) kokonaisinvestointi jäi tässä 14 600 € pienemmäksi kuin jälkimmäisen vaihtoehdon. Tulokset viittaavat siihen, että vedyn hinnan kannattavuusraja (= jälkimmäinen vaihtoehto muodostuu taloudellisemmaksi kuin ensimmäinen) riippuu suuresti rakennuksen lämmöntarpeesta, joka on passiivitalojen tapauksessa enimmillään 4 €/kg (sisätilojen ja lämpimän talousveden vuosittainen lämmöntarve on 80 kWh/m2a). Vastaavasti referenssi-townhouselle (vuosittainen lämmöntarve 80 kWh/m2a) hyväksyttävä vedyn hinta oli vain 2,50 €/kg ja 1960-luvun energiatehokkuusvaatimusten mukaiselle omakotitalolle 2 €/kg. Koko järjestelmän (sis. auton, tarvittaessa maalämpöjärjestelmän sekä energiavarastot) kymmenen vuoden takaisinmaksuajalle laskettuna vedyn kannattava hinta oli noin 0,5 €/kg vähemmän kuin vastaava kannattavuusraja. Suomessa vedyn arvioitu hinta on noin 10 €/kg, ja hinnan ennustetaan laskevan markkinakehityksen myötä 6–8€/ kg:n tasolle nykyisen kaltaisilla jakelujärjestelmillä (Lampila 2014). Yhdysvalloissa on kuitenkin tiettävästi esiintynyt niinkin alhaisia H2-tuotantohintoja kuin 2,5 €/kg (NREL 2014). Jos oletetaan markkinakehityksen olevan suotuisaa ja hallituksen tukevan asiaa, yllä esitelty konsepti voi olla kiinnostava sellaisten tulevaisuuden pienalueiden matalaenergiataloissa, joissa vetyä tuotetaan paikallisesti (eli energiaosuuskunnassa) ja yksityisesti tai joissa ihmisten liikkuvuudessa hyödynnetään merkittävänä osana yhteisomisteisia autoja. Lähes nollaenergiataloista puhuttaessa voidaan kaikkiaan todeta, että mikä tahansa yllä esitellyistä sähkönvarastointistrategioista voi olla hyödyllinen townhousetalojen yhteydessä. Taloudellisen arvion avulla voitaisiin kuitenkin määrittää, mikä vaihtoehtoista on kaikkein edullisin alkuinvestointien takaisinmaksuaikojen kannalta.

62


Valokuva: Simon le Roux


Luku 4

4.4 Vaihto- ja tasavirtajakelun tehokkuusvertailua Elahe Doroudchi

Energiatehokkuudesta on tullut keskeinen tekijä suunnittelu- ja rakennusaloilla. Koska energiakustannukset ovat kasvaneet jo useiden vuosikymmenten ajan ja ollaan siirrytty ihmisten maailmalle aiheuttamien ympäristÜvaikutusten vähentämisen filosofiaan, jokaisella watilla tuntuu nyt olevan merkitystä. Monien vuosien ajan vallalla oli ideaali, jonka mukaan edullinen energia oli ainoa merkityksellinen mittari; omistajia ja käyttäjiä kiinnosti vain energialasku. Koska ajattelussa on tapahtunut tietoinen muutos luonnonvarojen suojelun suuntaan, monet päättävät maksaa korkeampaa hintaa uusiutuvien luonnonvarojen käyttämisestä. Koska uusiutuvilla energiamuodoilla on avoimesti korkeampi hinta, suunnittelijat ja omistajat pyrkivät vähentämään energiankulutusta varmistaakseen rajallisten resurssien mahdollisimman tehokkaan hyÜdyntämisen. EnergiasäästÜjen käsitteen painotus on siirtynyt kuormituksesta laajempaan näkÜkulmaan, johon sisältyvät mm. tuotantolähteet ja jakelutehokkuus. Mitä jakeluun tulee, maailmalla on vitsauksenaan tuhlaavaiset energiamuunnokset vaihtovirrasta (AC) tasavirtaan (DC) ja päinvastoin. Muunnostehokkuuden lisäämisen sijaan suunnittelijat ovat poistaneet muunnosprosesseja ja hyÜdyntäneet tasavirtajakelua johtuen teknologisesti edistyneen yhteiskunnan kasvaneesta vaihtovirtakuormituksesta. Pyrittäessä täyttämään EU-direktiivin 2010/31/EU (EPBD recast 2010) vaatimukset näyttää tarpeelliselta suunnitella townhouse-kohderakennus vaihtovirtajakelun pohjalta. Näin ollen aloimme kaavailla kohderakennukseen aurinkoenergiajärjestelmään perustuvaa tuotantoa ja vaihtovirtajakelua tarkastellaaksemme aurinkosähkÜÜn ja vaihtovirtaan perustuvan mikroverkon energiatehokkuutta. Vaihtovirtaan perustuva mikroverkko on paikallinen verkko, joka sisältää vaihtovirtasähkÜn tuotantoa, energian varastointia sekä hajakuormitusta ja toimii sekä verkkoon liitettynä että saarekemoodissa (Guerrero ym., 2013). Vaihtovirtajakelun tehokkuutta verrataan tasavirtajakeluun townhousetalon yhteydessä. Tehokkuuden laskeminen edellyttää hävikin mallintamista. Asuinrakennuksessa hävikkiä tulee johdotuksista ja muuntajista, myÜs vaihtovirtajakelussa. Näin ollen asuinrakennuksen kaikkien laitteiden sijainti muuntajia lukuun ottamatta tulisi päättää ennalta. Kuvassa 1 näkyy laitteiden sijoittelu suoma-

64

laisessa townhouse-konseptitalossa. Tästä päästään johdotusten pituuslaskelmiin ja siten johdotushävikin paikallistamiseen. Kuvassa 2 näkyy vaihtovirtajärjestelmän suunnitelma aurinkosähkÜtuotannon yhteydessä. Kaikkien muuntajien hävikit mallinnetaan laskemalla kytkentä- ja johtavuushävikit. Lopuksi lasketaan syÜttÜ- ja tuottovirrat, jolloin tehokkuus saadaan kaavoista:

ď ¨=

đ?‘ƒđ?‘ƒđ?‘œđ?‘œđ?‘œđ?‘œđ?‘œđ?‘œ đ?‘ƒđ?‘ƒđ?‘–đ?‘–đ?‘–đ?‘–

and đ?‘ƒđ?‘ƒđ?‘œđ?‘œđ?‘œđ?‘œđ?‘œđ?‘œ = đ?‘ƒđ?‘ƒđ?‘–đ?‘–đ?‘–đ?‘– − đ?‘ƒđ?‘ƒđ?‘™đ?‘™đ?‘™đ?‘™đ?‘™đ?‘™đ?‘™đ?‘™

Taulukossa 1 verrataan koko rakennuksen tehokkuutta tasa- ja vaihtovirtajakelulla. Vaikka kaapelihävikin väheneminen vaihtovirtaan siirtymisen myÜtä ei välttämättä ole ratkaiseva tekijä vaihtovirran valitsemisessa, asia muuttuu, kunhan markkinoiden kiinnostus kääntyy uusiin, edistyneisiin muuntajiin. Nykyiset tehoelektroniikkalaitteet eivät ole sataprosenttisen tehokkaita, ja energiaa menetetään jonkin verran lämpÜnä muunnosprosessin aikana. Tehoelektroniikan tehokkuuden parantaminen saattaisi vähentää sähkÜenergian kulutusta huomattavasti (Virginia Tech 2014). Piitä on käytetty elektroniikkalaitteiden valmistuksessa yli 50 vuoden ajan. Laitteiden kutistumisen ja niiden toiminnan nopeutumisen myÜtä teknologia on saavuttamassa piin rajat, ja tutkijat ovatkin etsimässä vaihtoehtoisia materiaaleja ja teknologioita. Leveän taajuusalueen WBG-puolijohdelaitteet ovat lupaavaa teknologiaa tehoelektroniikan tehokkuuden parantamiseksi. WBG-puolijohteet toimivat korkeissa lämpÜtiloissa, taajuuksissa ja jännitteissä, ja ne voisivat parantaa merkittävästi kytkentätaajuutta ja vähentää

SähkÜn jakelutapa

Tehokkuus (%)

AC

98,49

DC

97,76

Taulukko 1. Vaihto- ja tasavirtajakelun tehokkuusvertailua.


häviötä tehonmuuntoprosesseissa. (Virginia Tech, 2014) Näillä uusilla teknologioilla voidaan kenties parantaa tasavirtajakelua hyödyntävän rakennuksen kokonaistehokkuutta merkittävästikin, vaihtovirtajakelun arvoja paremmiksi.

Uudet muuntajat voivat siten vaikuttaa tasavirtajakelun tehokkuuteen huomattavasti, ja ne ansaitsevat tulla huomioiduksi yhtenä tasavirtajärjestelmän etuna. Tasavirtajärjestelmään siirtyminen vaikuttaa lupaavalta liittyen lähes nollaenergiatalojen vaatimusten täyttämiseen. Samaan aikaan urakoitsijoiden, omistajien ja suunnittelijoiden tulisi tutustua tehokkaisiin rakennuksiin sekä kehittää omaa toimintaansa huomioimaan tasavirtajakelun standardoinnin ja järjestelmät.

Vaihto- ja tasavirtajakelun tehokkuuseroista voidaan lisäksi päästä hyvinkin eroon ajan kuluessa ja tunnettuuden lisääntyessä. Epäsuhta näyttäisi liittyvän urakoitsijoiden perehtymättömyyteen ja standardointiseikkoihin. Urakoitsijat tutustuvat näihin järjestelmiin tarkemmin, kun omistajat ja suunnittelijat vaativat rakennuksilta tehokkuutta. Standardointikysymykset ovat kenties hankalampia ja hitaampia hoitaa, mutta tämän kehityksen vauhti on suorassa suhteessa aihetta kohtaan syntyvään kiinnostukseen. Tasavirran standardointi vaatisi eniten ajallista panostusta, mutta se on myös suurin este tasavirran laajemmalle käytölle (Blasi 2013). Näin voitaisiin luopua rakennusten nykyisestä kaksinkertaisesta jakelujärjestelmästä, jolloin pääomakustannukset pienenisivät huomattavasti.

2

1

2

4. kerrokseen

3. kerrokseen

2. kerrokseen

4

5 3

1. kerrokseen

Tekninen tila

1

Sähköpylväs

2

Aurinkopaneeli

3

Muuntaja

4

Suuntaja

5

Rakennuksen energian hallintajärjestelmä

Kuva 1. Kuormankohdennussuunnitelma suomalaiselle townhouse-konseptille.

DC-väylä

AC pääsyöttö

Aurinko-paneeli jarjestelmä

AC/DC

DCkuormat

DC/DC

DCkuormat

DC/AC

ACkuormat

DC/DC

Kuva 2. Tasavirtaan perustuva, aurinkosähköä hyödyntävä järjestelmäsuunnitelma

65


Luku 4

4.5 Johtopäätökset Elahe Doroudchi

Kotitalouksien energiankulutus on aina ollut merkittävä hiilidioksidipäästöjen lähde. Globaalin energiaympäristöongelman lievittämiseen voidaan vaikuttaa merkittävästi soveltamalla uutta energiantuotanto- ja energianjakelutekniikkaa uusiin asuntotopologioihin. Tässä luvussa käsiteltiin sähköenergian tuotanto- ja jakelumetodologiaa suomalaiseen townhouse-tapaustutkimukseen sovellettuna. Ensin tutustuimme korkean resoluution energiankulutusmalliin kysynnänhallinnan parantamiseksi järjestelmien suunnittelussa ja arvioinnissa. Seuraavaksi simuloitiin energiankulutusta townhouse-tapaustutkimuksessa koko rakennuksen huomioivalla IDA-ICE-simulaatioohjelmistolla. Rakennuksen aurinkosähkötuotannon kapasiteettilaskelmia tehtiin neljälle eri strategialle. Tuotannon ylijäämäenergiaa otettiin talteen sähköä varastoimalla. Tutkimuksessa esiteltiin kolme erilaista teknologiaa tuotanto- ja kulutusprofiilien tasapainottamiseen ja nettoenergiaostojen vähentämiseen. Lopuksi vertailtiin koko rakennuksen energiatehokkuutta tasavirta- ja vaihtovirtajakeluilla, ja tässä vertailussa nousivat esiin tasavirtajärjestelmän edut. Tasavirtajakelu vaatii kaikkiaan vähemmän energian muuntamista verrattuna perinteiseen vaihtovirtajakeluun, erityisesti verkkoon liitetyn aurinkosähköjärjestelmän yhteydessä. Sähkön varastoinnin on todettu tällaisissa järjestelmissä lisäävän paikallisesti tuotetun energian käyttöä ja auttavan lähes nollaenergiatalon vaatimusten täyttämisessä.

66


LÄHTEET

Kappale 4.1 Degefa, M.Z., Lehtonen, M., Nixon, K. ym. (2015) ”A high resolution model of residential internal heat gain: The subtle interdependencies among residential end uses”. Lähetetty julkaistavaksi: Innovative Smart Grid Technologies ASIA 2015. Ford, R., McCulloch, M., Helfer, T. ym. (2013) “Suricatta: a platform to model smart grid technologies in the distribution system”. Innovative Smart Grid Technologies Europe, 2013 4th IEEE/PES, ss. 1-5. Richardson, I., Thomson, M., Infield, D. ym. (2010) “Domestic electricity use: A high-resolution energy demand model”. Energy and Buildings 42, 1878-1887. Richardson, I., Thomson, M., Infield, D. ym. (2009) “Domestic lighting: A highresolution energy demand model”. Energy and Buildings 41, 781-789. Wright, A. & Firth, S. (2007). The nature of domestic electricity-loads and effects of time averaging on statistics and on-site generation calculations. Applied Energy 84, 389-403. Kappale 4.2 Cao, S., Hasan, A. & Siren, K. (2013) ”Onsite energy matching indices for buildings with energy conversion, storage and hybrid grid connections,” Energy and Buildings 64: 423-438. IDA ICE, ”IDA Indoor Climate and Energy”. Saatavana: http://www.equa.se/ ice/intro.html. [Viitattu marraskuussa 2013]. Ulrich, T. (2013) “Townhouse Helsinki”. Suunnitelma Aalto-yliopiston asuntosuunnittelun studiokurssilla. Kappale 4.3 Doroudchi, E., Pal, S., Lehtonen, M. ym. (2015) ”Optimizing energy cost via battery sizing in residential PV/Battery systems”. Lähetetty julkaistavaksi: Innovative Smart Grid Technologies ASIA. IDA ICE, ”IDA Indoor Climate and Energy”. Saatavana: http://www.equa.

se/ice/intro.html. [Viitattu huhtikuussa 2015]. Lampila, J. (2014) ”Etelä-Savossa vetytalous on jo melkein valmis. Lähienergia (blogi)”. Saatavana: http://www.lahienergia.org/etela-savossa-vetytalous-onjo-melkein-valmis/.

Quality, Energy Storage, and AC/DC Microgrids”. IEEE Transactions on Industrial Electronics 6:4, 1263-1270. Virginia Tech (2014) “Semiconductor Innovations”. Saatavana: https://www.eng. vt.edu/news/virginia-tech-be-universitypartner-semiconductor-innovation-institute. [Viitattu heinäkuussa 2015].

Leadbetter, J. & Swan, L. (2012) “Battery storage system for residential electricity peak demand shaving”. Energy and Buildings 55: 685-692. National Renewable Energy Laboratory (NREL) (2014) “Hydrogen Production Cost Analysis”. Saatavana: http://www. nrel.gov/hydrogen/production_cost_analysis.html. Nordpool (2015). Saatavana: http://www. nordpoolspot.com/. [Viitattu Toukokuussa 2015]. Ton, D., Hanley, C., Peek, G., ym. (2008) “Solar Energy Grid Integration SystemsEnergy Storage (SEGIS-ES)”. SANDIA REP., SAND2008-4247, Unlimit. Release. Ulleberg, Ø. (2003) “Modeling of advanced alkaline electrolyzers: a system simulation approach”. International Journal of Hydrogen Energy 28: 21-33. Wai, R. & Wang, W. (2008) “Grid-connected photovoltaic generation system”. IEEE Transactions in Circuits Systems 55: 953-964. Kappale 4.4 Blasi, B. (2013) “DC Microgrids: Review and Applications”. Master´s thesis, Department of Architectural Engineering and Construction Science, College of Engineering, Kansas State University, Manhattan, Kansas. Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiivi 2010/31/EU, annettu 19 päivänä toukokuuta 2010, rakennusten energiatehokkuudesta (uudelleenlaadittu). Euroopan Unionin virallinen lehti, (2010), 18/06/2010. Guerrero, J., Loh, P., Lee, T. ym. (2013) “Advanced Control Architectures for Intelligent Microgrids—Part II: Power

67


Valokuva: Simon le Roux


5 Ekosysteemipalvelut

Tekij채t Kristjana Adalgeirsdottir Matti Kuittinen Caroline Moinel Simon le Roux


Luku 5

5.1 Kaupunkiekologiaa ja nZEB-townhouse-yhteisöjä: ekosysteemipalvelujen arvoa nostavia ratkaisuja Simon le Roux

Johdanto

Ekosysteemipalvelujen käsite liittyy ekologisista prosesseista syntyvien sosiaalisten, poliittisten ja taloudellisten hyötyjen tunnistamiseen ja tutkimiseen. Tässä artikkelissa käsitellään townhouse-kohteisiin liittyvien ekosysteemipalvelujen arvoa vastakkaisten näkökulmien kannalta: teoria vastaan käytäntö sekä yhteiskunnan tarpeet vastaan ympäristön tilan heikkeneminen. Vastakkainasettelu on keinotekoinen ja sumearajainen, koska luonnonsuojelu ja yhteiskunnan kehitys erotetaan virheellisesti toisistaan. On kriittisen tärkeää soveltaa ekologian ja kestävyyden teoriaa yhteiskunnallisen muutoksen käytännön ilmentymiin. Kestävyyden hypoteesi sisällytetään liian usein ympäristön tilan huonontumisen passiiviseen tutkimukseen, simulointiin ja tarkkailuun. Luonnon alennustila liitetään sosiaaliseen ja historialliseen kehitykseen, jota ei olla onnistuttu hidastamaan. Kestävyyden tavoite tarkoittaa yhteiskunnallista muutosta. Suunnittelulla on merkittävä osansa muutoksessa, sillä arkkitehdit ja insinöörit ovat muutoksentekijöitä, osa sitä eliittiä, jolla on tietoa ja valtaa, jolla on pääsy varallisuuteen, suunnittelupäätöksiin ja joka pääsee vaikuttamaan kauaskantoisiin seurauksiin. Kehitys, joka ei pyri aktiivisesti päästämään kestävyyttä täyteen potentiaaliinsa, on tosiasiassa kestämätöntä. Ekosysteemipalvelujen tuottaminen on käyttöyhteysriippuvaista

Townhouse-kohteiden kehitykseen liittyvässä ekosysteemipalvelujen tuotantopotentiaalissa on suurta paikkakuntakohtaista vaihtelua. Huonoimmassa tapauksessa voi olla niin, etteivät townhouse ja sen lähiympäristö tuota mitään ekosysteemipalveluita ja että ne ovat siten täysin riippuvaisia muualla sijaitsevista ja toimivista ekosysteemeistä. Kaikista energia- ja maankäyttötehokkuuden pyrkimyksistä huolimatta lopputulos ei välttämättä paranna kestävyyttä vaan edistää kuluttajien tuhlaavaista elämäntyyliä ja luonnon tilan huonontumista jossain muualla. Ekosysteemipalvelujen indikaattorien vaihteluakoskevissa tutkimuksissa (Scholz 2014) ekosysteemipalvelujen vähäisen potentiaalin on havaittu liittyvän pieniin tontteihin, joissa on vain vähän ympäröivää viheraluetta, puita ja vettä, joka on eristyksissä muista elinympäristöistä, ja jonka paikallinen ekosysteemi ei

70

ole erityisen monimuotoinen. Tällaisissa ongelmallisissa kohteista saasteet eivät poistu hulevesistä, pintavedet ovat saastuneet ja maaperä on pilaantunutta. Mikäli alueita pidetään turvattomina ja kulkuyhteydet sinne ovat huonot, ei turismillekaan ole potentiaalia ja kiinteistöjen arvot ovat alhaiset. Sen sijaan alueet, joilla on hyvä potentiaali tuottaa ekosysteemipalveluita, ovat tyypillisesti vanhojen viheralueiden ympäröimiä, ne ovat yhteydessä viereisiin elinympäristöihin, niillä on paljon puustoa ja ne sijaitsevat laajojen, kosteikkoisten viheralueiden äärellä ja tarjoavat monimuotoisia elinympäristöjä. Saasteidenpoiston mahdollisuus kohteen omien hulevesien kautta riippuu fyysisistä, kemiallisista ja biologisista prosesseista sekä eroosiota estävistä maisemarakenteista. Vähäisen saastekertymän pintavedet (esimerkiksi katoilta kertyvä sadevesi) edellyttävät vähäliikenteistä aluetta. Ruuan- tai puuntuotantokyky riippuu tontin koosta ja maaperän laadusta. Mikäli alue on turvallinen, helposti saavutettava ja kävijöitä kiinnostava, sillä on paremmat mahdollisuudet tuottaa opetuksellista ja vapaa-ajan arvoa, ja kiinteistöjen arvoa on parempi mahdollisuus nostaa ekosysteemipalvelujen avulla. Verrattuna väljemmässä käytössä oleviin alueisiin townhouse-asuntoalueiden pinta-alan suuri käyttöosuus vaatii tarkempaa suunnittelua. Ekosysteemipalvelujen arvonnousupotentiaali riippuu kaupunkisuunnittelijoiden varhaisessa vaiheessa tekemistä päätöksistä sekä kohteen todellisista olosuhteista. Tehokkaan maankäytön kohteissa ei ole tilaa ongelmallisten maaperien välttelyyn tai epätoivottujen kaltevuuksien korjaamiseen, kohteen kasvillisuuden suojelemiseen, avokallioiden kiertämiseen, saatikka mikroilmaston olosuhteisiin reagoimiseen tai ihanteellisen a ilmansuunnan etsimiseen. Townhouserakennustyyppiä perinteisesti käyttäneet maat – esimerkiksi Tanska tai Hollanti – tunnetaan myös laajoista, erittäin tasaisista alueistaan. Etelä-Suomen vaihteleva topografia vaatii rakennetun ympäristön voimakasta mukauttamista maiseman muotoihin. Maisema-arkkitehtien, ekologisen suunnittelun ja ympäristötietoisen arkkitehtuurin (”vihreän arkkitehtuurin”) yhteisponnistelu on keskeisen tärkeää suunnittelun ensi vaiheissa, jos ekosysteemipalveluita halutaan tuottaa laajemmin kuin nykyisillä suunnittelu- ja rakennusprosesseilla.


Kuva 1. Kumpulan laakson asuinalueella on hedelmällistä maaperää puutarhapalstoille ja puistokaistaleille (Kuva: Simon le Roux).

Kuva 2. Käpylän talojen yhteispihoilla on monenlaisia kohtaamispaikkoja (Kuva: Simon. le Roux).

71


Luku 5

Kaupunkiekologian ekosysteemipalvelujen ja yhteiskunnallisen muutoksen teoriaa

Energiatehokkaan arkkitehtuurin nousu 1900-lukua leimasivat nopea teollinen kasvu ja valtava kulutus. Arkkitehtuuri vastasi rakennetun ympäristön irtaantumiseen romanttisen luonnon ihanteesta etsimällä arkkitehtuurin, luonnon ja perinteiden symbioosia – inhimillistääksemme ja taustoittaaksemme modernin arkkitehtuurin abstraktia funktionaalisuutta. Globaalin talouden riippuvuus halvasta öljystä huipentui 1970luvun öljykriisiin, ja tämä johti bioklimaattisen ja aurinkoarkkitehtuurin kehittymiseen. Tällöin korostettiin passiivisia toimenpiteitä ja mikroilmastollista sopeutumista. Matalaenergia-arkkitehtuurin teknisen kehityksen myötä syntyivät energiatehokkuusstandardit. Energiatehokkuuden teknisestä kehityksestä huolimatta ympäristö asettaa raja-arvot taloudelliselle kehitykselle, veden globaalille liikakulutukselle, luonnonvarojen vähentymiselle, vahingolliselle maankäytölle ja olennaisen tärkeälle tarpeelle kunnioittaa ihmisten terveyttä. (SHC Task 37, 2011) Kestävyyden keskeinen periaate on ympäristöllisten, yhteiskunnallisten, taloudellisten ja poliittisten näkökulmien huomioon ottaminen kaikissa mittasuhteissa ja kaikkina aikoina (Brundtland Report, »Our common future» 1987). Townhouse-yhteisöjen mittakaavassa tämä voidaan ymmärtää biologisen monimuotoisuuden sekä ihmisten terveyden ja kokemusten huomioon ottamiseksi teknisissä infrastruktuureissa ja rakennuksissa, mukaan lukien asuntoja ympäröivät ulkoalueet. Kestävyyden varovaisuusperiaatteen mukaan välittömien, tiedossa olevien riskien lisäksi tulevaisuuden riskejä tulisi ennakoida laajemminkin. Sukupolvien välisen tasa-arvon periaatteen mukaan kaikki saavat nauttia ympäristöllisistä, yhteiskunnallisista, taloudellisista ja poliittisista pääomista tasapuolisesti, ja turvaamme oikeuden periä ja välittää ne tuleville sukupolville. Yhteisen vastuullisuuden periaate edellyttää suunnittelijoilta projektin kaikkien elinkaarivaiheiden huomioimista. Osallistumisen periaate mahdollistaa yhteisen valinnanteon ja monenlaiset ratkaisut, mikä lisää asukkaiden valveutuneisuutta ja osallistumista. Huomioon ottamisen, tasaarvon, varovaisuuden, vastuullisuuden ja osallistumisen periaatteet yhdessä kuvaavat kestävän ja resilientin tulevaisuuden käsitettä. Ympäristön tilan huonontuminen – yhteiskunnallinen muutos Vaikka yhteiskunnallisten periaatteiden on ymmärretty vaikuttavan merkittävästi kestävyyteen, lisääntynyt ympäristötietoisuus ei ole onnistunut tuomaan mukanaan merkittävää muutosta kestävämpiin käytäntöihin ekologisesti tuhoisassa yhteiskunnassamme (Melathopoulos & Stoner 2015). Tehokkuuteen ja sääntelyyn perustuvat tekniset välineet eivät pysty tarttumaan sosio-ekologisen muutoksen olennaisiin kysymyksiin. Ympäristöhallinta ja sopeutuminen ilmastomuutokseen eivät ole tuottaneet toivottua tulosta. Yhteiskuntamme

72

aiheuttamien globaalien ympäristötuhojen laajuuden jatkuvan tieteellisen tutkimuksen tulisi tunnistaa tavat, joilla tiede itsessään on liitoksissa yhteiskunnallisten rakenteiden muutoksiin. Ympäristötietoisuutta ja ekokriittisyyttä esiintyy monissa muodoissa kaupunkiekologian taustalla yhteiskunnallisen epätasa-arvon ja kulttuurihegemonian vastustajissa. Kaikkein ongelmallisinta on ihmisten hyvinvoinnissa ja ekosysteemin suojelussa koettu vastakkainasettelu yritettäessä ymmärtää ekologisesti tuhoisien prosessien uusiutumista. Ymmärtämällä ihmisten hyvinvoinnin ja ekosysteemien välistä dynaamista suhdetta opimme arvioimaan näitä prosesseja kriittisesti ja toimimaan niissä välittäjinä. Yhteiskunnallinen ja historiallinen tausta määrittää tulevaisuuden ekosysteemipalvelujen arvoa Ekosysteemipalvelujen arviointi lisää ymmärrystä ympäristön ja siitä riippuvaisen yhteiskunnan monimutkaisesta vuorovaikutuksesta sekä historiallisten prosessien vaikutuksesta niihin ympäristötekijöihin, joihin yhteiskunnalliset käytäntömme olennaisesti pohjautuvat. Tämä ymmärrys sekä yhteiskunnallisten suhteiden sovittelu voivat johtaa vähemmän tuhoisaan yhteiskuntaan tulevaisuudessa. Yhteiskunnallisen muutoksen, ympäristöteknologian, arkkitehtien suunnittelutyön ja urbaanin ekologian läheinen suhde siirtää keskustelua energiatehokkaan townhouse-kohteiden ekosysteeminpalveluista tuntemattomalle alueelle, joka liittyy enemmänkin sosiologiaan, politiikkaan, ekokriittisyyteen ja sosiaaliekologiaan. Muutoksen mahdollistamiseksi on ymmärrettävä yhteiskunnallisen muutoksen historiallista taustaa. Yhteisten arvojen ja henkilökohtaisen edun välillä käydään kauppaa. Ihmisten hyvinvoinnin hintana on ekosysteemin rappio, vaikkakaan ekologisten prosessien objektiivista arviointia ei voida liittää subjektiivisiin käsityksiin sosiaalisista välttämättömyyksistä. Yhteiskunta on laajalti säänneltyä, ja hyödykkeiden arvo on perustavanlaatuisesti yhteiskunnallinen. Jos tavoitteena on kestävän tulevaisuuden mahdollistava muutos, emme voi laskea pelkästään yhteiskunnallisen arvon varaan. Ekosysteemipalvelujen arvoa on aina arvioitava suhteessa yhteiskunnalliseen ja historialliseen taustaansa eikä kontekstistaan irrallisena, mitattavana arvona. Sosiaalisen muutoksen hitaat prosessit vaikuttavat kaupunkiekologioiden kehitykseen. Täysikasvuisten maisemaalueiden ekologinen arvo voidaan käsittää täydelleen vasta vuosikymmenien kasvun jälkeen, ja kasvillisuuden muutokset kulkevat aina yhteiskunnallisen muutoksen jäljessä (Pickett ym. 2008). Nykyinen kaupunkimaisemamme on aiempien sukupolvien tuotosta. Miltä kaupunkimme näyttävät 50 vuoden päästä, kun nykyiset maankäytön ja energiatehokkuuden arvostuksemme nousevat tärkeämmiksi kuin ekosysteemipalvelujen tuottaminen kotoisassa suomalaismaisemassa?


Suunnittelijan rooli yhteiskunnallisessa kehyksessä Helsingin erittäin arvostetut 1900-luvun alun kotoisat maisemat esim. Puu-Käpylässä, Kumpulassa ja Vallilassa ovat hyviä esimerkkejä urbaaneista yhteispihoista. Maisema-arkkitehti Elisabeth Koch (1891–1982) näki kotoisassa maisemassa yhteiskunnallista arvoa (Donner, Standertskjöld 2015). Paikallisen ruuantuotannon, kotitalouden ja yhteistilojen merkitys ymmärrettiin naistenjärjestöissä 1900-luvun varhaisina vuosikymmeninä (Streathfield 2012). Naiset ovat yhä maailmanlaajuisesti keskeisessä asemassa kehitykseen liittyvien ekosysteemipalvelujen puolestapuhujina, kuten Wangari Maathain Green Belt Movement -liikkeessä Kenian maaseudulla. Liikkeen avulla naiset saivat mahdollisuuden istuttaa puita ja taistella metsien tuhoutumista vastaan ja siten palauttaa tärkeimmän ruuanlaittoon tarvitsemansa polttoaineen, hankkia tuloja sekä pysäyttää maaeroosion. Ekofeministisessä näkökulmassa yhdistyvät teoria ja aktivismi; se haastaa patriarkaaisen sukupuolihierarkian ja tukee yhteiskunnan muutosprosessia (Kuva: Simon le Roux 2015).

Ekosysteemipalveluilla on muutakin kuin taloudellista arvoa Ekosysteemipalveluilla tavoitellaan yhteisen hyvän käsittelemistä hyödykkeenä, mutta kuinka ekologia muunnetaan rahaksi? Edes puolittain luonnonmukaiset, rakennetut infrastruktuurit eivät korvaa monimutkaisten luonnonjärjestelmien arvoa. Ekosysteemin toimintoja lähentelevän rakennetun infrastruktuurin pääoma-arvo on vain huono likiarvo luonnollisen järjestelmän monitahoisesta ekologisesta arvosta. Suunnittelun tulevaisuuteen kantava käytettävyys on tärkeämpää kuin sen tämänhetkinen rahallinen tai vaihtoarvo. Teknisesti ja toiminnallisesti oikeanlainen suunnittelu ei ole välttämättä sellaisenaan järkevää tai ennakoivaa. Pyrkimys liittää taloudellinen arvo suoraviivaisesti ekosysteemeihin panee hyödyllisyyden ja taloudellisuuden määritelmät koetukselle. Taloudellinen arvo ei ole neutraali suure, koska siihen vaikutetaan mm. implisiittisesti markkinavalvonnalla ja eksplisiittisesti säädöksillä. Ekosysteemit hylkivät tuotteistamista, ja ekosysteemipalvelujen arvot on hypoteettisiä (Melathopoulos & Stoner 2015). Ekosysteemipalveluihin vaikuttavat sukupuolinäkökohdat, taloudellinen asema, poliittiset

vaikuttimet sekä yhteiskunnan hegemoninen kontrolli. Tähän ekosysteemien ja ihmisten hyvinvoinnin väliseen muuttuvaan subjektiiviseen suhteeseen liittyvät yhteiskunnalliset arvot ovat kriittisessä asemassa, jos lopullisena päämääränä on saada yhteiskunnallinen muutos vastaamaan merkityksellisellä tavalla ympäristön tilan huonontumiseen. Hyvässä suunnittelussa huomioidaan organisaation ja tiedon arvo Suunnitteleminen on yksi ympäristön muutosprosessissa vaikuttava tekijä. Suunnittelulla on väliä, koska siinä käydään kauppaa ekosysteemipalvelujen arvoon liittyvällä tiedolla käsiteltäessä kaupunkien ekologisia prosesseja. Ihmisten toiminnasta aiheutuva ympäristön muutos on prosessi, joka muuttaa niin ympäristöä kuin muutosta synnyttävää yhteiskuntaakin. Yhteiskunnan on näin ollen ennakoitava omaa muuttumistaan (Melathopoulos & Stoner 2015). Haasteena onkin osata ennakoida, pysyä avoimena tuntemattomalle ja ennakoimattomalle sekä jättää tilaa tulevaisuuden yhteiskunnalle, joka asettaa asiat eri tärkeysjärjestykseen ja kenties muuttuu vielä nopeammin kuin 1900-luvun jälkipuoliskolla.

73


Luku 5

Kuva 3. Katu- ja pihajulkisivuja Käpylän puutaloalueella: kaksi vastakohtaista rajapintaa (Kuva: Simon le Roux).

Townhouse-talojen ekosysteemipalvelujen käytännöt ja tervehenkinen kaupunkiekologia

Tavoitteena energiatehokkaiden, ekosysteemipalveluita tuottavien townhouse-talojen rakentaminen Townhouse-tutkimuksen tavoitteena on löytää suunnitteluun lähestymistapoja, joissa yhdistyvät talotyypin energiatehokkuus ja ekosysteemipalvelujen tuottaminen. On tarpeen kompensoida tiiviin kaupunkirakentamisen vaikutuksia sekä maksimoida paikallisten ja lähiseutujen ekosysteemipalvelujen hyötykäyttöastetta. Kaupunkihydrologian kriittisiä toimintoja ovat pintavaluman aiheuttaman maksimivirtaaman rasituksen puskurointikapasiteetti, haitta-aineiden suodatus ja saasteiden hajottaminen. Ilmastonmuutos vaatii kaupungeilta resilienssiä kasvanutta tulvariskiä, kausittaisia vaihteluita ja sään ääri-ilmiöitä vastaan. Tiiviiden kaupunkiyhteisöjen kasvillisuus vaimentaa ilman-, melu- ja valosaasteita, mutta puiden kasvuolosuhteet edellyttävät käytäntöjen parantamista. Houkuttelevien kaupunkiekosysteemien saavutettavuus vähentää kaupunkeihin liittyvää stressiä, mukavoittaa arkivirkistäytymistä ja parantaa samalla ekologista lukutaitoa. Kaupunkiekosysteemit vaativat kuitenkin ylläpitoa ja huoltoa liittyen ylikäytön valvontaan, rappioitumiseen, roskaantumiseen, meluun ja allergeeneihin sekä turvallisuuden, yksityisyyden ja käyttömukavuuden varmistamiseen. Kaupunkisuunnittelu yhdistettynä kaupunkiekologiaan Kaupunkien rönsyily ja ympäristön heikentynyt tila ovat johtaneet kohteen ja taustan osien vaihtumiseen: kaupunkiolosuhteet määrittävät nyt laajempaa kontekstia. Kaupunkisuunnittelu on siirtynyt kaupungin suunnittelemisesta kaupungissa suunnittelemiseen. Kaupunkiekologian tutkimus keskittyy nyt kaupungissa esiintyvän ekologian sijasta kaupungin itsensä ekologiaan (Pickett ym. 2011). Niin kaupunkielämän kuin sen vaikutuksia vastaanottavan ympäristönkin laatua voidaan parantaa hyödyntämällä kaupunkikokonaisuuksien sisäisiä kaupunkiekologisia rakenteita ja toimintoja. ”Asuinalueiden suunnittelustrategiat ja tilkkutäkkikaavoitus voivat mah-

74

dollistaa hajautetun, alhaalta ylös etenevän vastauksen sellaisiin haasteisiin kuin nopea ilmastonmuutos, nopea siirtymä pois öljyyn perustuvasta taloudesta sekä väestörakenteen vaihtelut. Yhdessä nämä suunnittelutavat muodostavat kaupungista kuvan mukautuvana järjestelmänä, joka perustuu tapoihin tehdä jokapäiväisistä valinnoista vaikutuksiltaan laajakantoisia.” (Pickett ym. 2011). Ihmisten ja luonnon välisten kokonaisjärjestelmien fragmentoituneet ominaispiirteet vaativat hienojakoista ymmärrystä ja korkean resoluution soveltamista maankäytön luokitteluissa (Cadenasso ym. 2007b). ”Arkkitehtuurin ja rakentamistiheyden, kasvillisuuden, taloudellisen toiminnan sekä kulttuurin muutokset voivat tapahtua kaupunkikorttelien mittakaavassa. Ekologeja on arvosteltu siitä, että he kohtelevat kaupunkeja homogeenisesti ja kaupungistumista yksiulotteisesti”. (Cadenasso ym. 2007a.) Pienillä suunnittelupäätöksillä voi olla merkitystä kaupunkiekosysteemien toimivuuteen. Suunnittelu kokonaisuutena vaikuttaa kaupunkiekologian monimuotoisen mosaiikin sisäisiin suhteisiin. Hallitsemalla ja parantamalla pienempien maisemayksikköjen toimintakykyä voidaan parantaa koko kaupunkiekologiajärjestelmää. Edistävätkö townhouse-talot monofunktionaalista maankäyttöä tai sosiaalista eritymistä? Kaupunkiasutuksen monimuotoisuudella on etunsa. Ekosysteemin näkökulmasta elinympäristöjen monimuotoisuus ja sosiaalisten aktiviteettien yhdistäminen on suotuisaa, ja kuormituksen jakaminen helpottaa uusiutuvan energian hajautettua toimitusta. Resilienssillä viitataan sosio-ekologisten järjestelmien kykyyn muuntua ja sopeutua jatkuvasti ja pysyä samalla kriittisten kynnysarvojen sisällä jakamalla olennaista infrastruktuuria. Maankäytön monofunktionaalisuus on rasite ylikuormitetuille liikenneverkoille sekä energiajakelulle kulutushuippuineen, ja tämä heikentää paikallisten palvelujen saatavuutta. Townhouse-yhteisösuunnittelulla ja -toteutuksella kaupunkiekologian mikrokosmoksena on potentiaalia toimia sosio-ekologisen järjestelmän prototyyppinä, ja melko erilaisena sellaisena kuin tavanomainen sosio-tekninen kaupunkimaisema. Yhteiskunnallis-


Kuva 4. Haveleckissa, Berliinissä sijaitsevissa uusissa townhouse-taloissa ei ole yhteistä rajapintaa pihan kanssa – Käpylän vanhoissa taloissa taas on useita rajapintoja ulospäin (Kuvat: S. le Roux).

ekologisen maiseman selkeän eriyttämisen kautta olisi mahdollista lisätä kotitalouksien motivaatiota osallistua paikalliseen maankäytön hallintoon. Ihmiset tekevät elämäntapaan liittyviä valintoja tietyssä sosiaalisessa kontekstissa ja asettuvat ”kirjavaan joukkoon ryhmittyneitä elämäntyylilokeroita, joista jokainen edustaa erilaisten ryhmäidentiteettien ja sosiaalisten statustyyppien vivahteikasta joukkoa” (Pickett ym. 2011). Lokeroissa esiintyy radikaaleja innovaatioita, ja sosiaalinen sidonnaisuus lisää tunnetta yhteisyydestä ja jaetusta arvomaailmasta (Geels 2002). Townhouse-ekosysteemipalveluihin liittyviä toimintamahdollisuuksia Kaupunkiekologian ja ekosysteemipalvelujen tutkimus voi antaa tietoa suunnittelun hyväksi havaituista käytännöistä. Townhouse-kohteet voivat toimia kaupunkiekologian mikrokosmoksena, mutta vain jos maisema-arkkitehtuurin ja ekologisen suunnittelun uutta suunnittelupanosta sovelletaan arkkitehtuuriin. Townhouse-typologialla on niin kaupunkisuunnitteluun ja julkisiin palveluihin perustuva hillitty julkisivunsa kuin intiimimpi, läpäisevämpiin rakenteisiin, kuten pihoihin, polkuihin ja puutarhoihin, liittyvä puolensa. Rakennusten sisätilat elävät vuodenajan mukaan ”Energiaa ei käytetä itseisarvoisesti vaan osana kodin, työpaikan ja liikkumisen sosiaalisia käytänteitä” (Shove, Walker 2014); energiatehokkuutta onkin tarpeen tarkastella käyttäjän sekä yhteiskunnan oman uudistumisen ja muutoksen näkökulmasta. Tulevaisuuden kotia todennäköisesti käytetään nykyistä aktiivisemmin kotona työskentelyyn, ja siinä asuvat yhä useammin ikääntyvät kansalaiset, ammatinharjoittajat ja työttömät. Tulevassa elämäntavassamme on myös monta avointa kysymystä. Uusi tekniikka ei välttämättä muuta yksittäisten ihmisten tapoja, ja energiatehokkuudella hankitut hyödyt menetetään toisaalla kasvavan kulutuksen myötä. Suunnittelijoiden tulisikin kiinnittää huomiota kodin teknologian ja kodin monisyisen sosio-ekologisen ympäristön dynaamiseen vuorovaikutukseen.

Mekaanisen ilmanvaihdon ja lämmön talteenoton tarve vaihtelee kausittain. Kasvillisuus sisä- ja ulkotilojen välialueilla muodostaa puskurin auringolle ja tuottaa esilämmitettyä ilmaa hybridi-ilmanvaihtojärjestelmille. Luonnonvalon maksimointi vähentää keinotekoisen valon tarvetta, mutta auringonsaanto-ongelmaa voidaan hallita kohtuullisin kustannuksin myös kiinteillä rakennusratkaisuilla, kuten julkisivun kasvillisuudella, parvekelasituksilla, varjoratkaisuilla ja kaihtimilla. Tiiviisti eristettyjen rakennusten auringonsaantoa voidaan säädellä kausittaisella varjostuksella, ja talvipuutarhat laajentavat käyttökelpoista asuintilaa pehmentämällä säädellyn ja puoliksi luonnollisen sisäilmaston välistä eroa. Pystysuuntaiset atrium-tyyppiset tilat toimivat ikään kuin aurinkoansoina ja yhdistävät toisiinsa liitoksissa olevien tilojen luonnollisen ilmanvaihdon hyödyt ja tilojen joustavan käytön. Tilojen omat mikroilmastoominaisuudet parantavat toimivuutta tulevaisuudessa. Ilmastollisesti reagoivissa sisätiloissa käytetään ilmastoitua ilmaa, haihduttavaa jäähdytystä, varjostusta tai auringonsaantoa; ne ovat kausittaisten mikrokosmoksia. Sisäilmaston jakaminen lämpöalueisiin vastaa vaihteleviin sisälämpömieltymyksiin ilman monimutkaista taloteknistä säätelyä. Mekaanisen sisäilmaston alatason optimoinnissa on se riski, että huomio keskittyy enemmän energiajärjestelmään kuin asukkaaseen. Hybridi-ilmanvaihdon käyttöä rajoittavat Suomessa standardoidut tekniset ratkaisut, jotka johtavat eristettyyn sisäympäristöön eivätkä hyödynnä kestävien ekologisten järjestelmien etuja. (Dokka ym. 2003, Førland-Larsen 2014, Ripatti 2009). Rakennuksen vaipan hyötykäyttö Rakennuksen vaipan tulisi toimia välittäjänä eikä eristäjänä. Siirtymätiloissa on ollut historiallisesti nykyistä enemmän vaihtelua: kun pihat olivat vielä aktiivisemmassa käytössä, kynnyskohtia lähestyttiin ja ne ylitettiin siirryttäessä pihaa ympäröiviin tiloihin. Ulkorakenteiden arkkitehtoninen sanasto loppuu kesken, kun asuinmaisemien ekologisia yhteyksiä rikotaan. Uudelle arkkitehtuurille on tyypillistä, että ulko-ovet ovat ulkoseinän tasalla, jolloin ne jäävät pitkälti säiden armoille

75


Luku 5

Kuva 5. Townhouse-puutarha, jossa on yksityistä sosiaalista tilaa ja asumiskelpoinen puutarha osoitteessa Paciuksenkuja 10, 1999, verrattuna viereiseen kohteeseen (Kuva: Simon le Roux).

eikä ovelle jää juurikaan ylimääräistä tilaa. ”Kylmät” rakenteet vaativat vähemmän eristystä ja teknologiaa, ja ne ovat yksinkertaisia, edullisia rakenteita, jotka mahdollistavat lisätilan kohtaamisille, virkistystarkoituksiin, suojaksi ja piilopaikaksi. Pienillä tonteilla katolla on ainoa mahdollinen pinta, johon puhdas sadevesi voidaan kerätä pintavaluman estämiseksi ja myrskynaikaisen maksimivirtaaman hillitsemiseksi. Tiiviillä kaupunkialueilla on mahdollisuus purkaa kuumuuskeskittymiä lämpökuormitusta vähentävillä ja viileää pintaa lisäävillä viherkatoilla. Sadeveden puskuroinnin ohella viherkattopinta myös lisää rakennuksen kokonaishaihduntaa ja viilennystä kesällä; talvella se puolestaan tehostaa eristystä. Pääsy katolle mahdollistaa aurinkoenergia-asennusten ja kattopuutarhojen hyödyntämisen. Monikäyttöiset kattopuutarhat tarjoavat virkistystilaa, avarat maisemat ja raitista ilmaa, mikä puolestaan lisää kiinteistön sosiaalista arvoa. Maapalloa uhkaa lämpeneminen, ja puiden ja kasvillisuuden käyttö kaupunkiympäristössä vähentää energiankäyttöä. Uusi paradigma koskien vettä kaupunkiympäristössä edellyttää, että kaikki sadevesi pyritään pitämään tontilla. Rakennusten adiabaattinen viilennys viherkatoilta ja -seinistä saatavalla sadevedellä parantaa rakennusten energiatehokkuutta. Onkin mahdollista vähentää rakennusten viilentämiseen, kaupunkien kuumuuden helpottamiseen, vedenvaluman käsittelyyn sekä keinotekoisten hulevesijärjestelmien asentamiseen ja ylläpitämiseen tarvittavaa energiaa. Tätä kaupunkien veden ja energian välistä suhdetta kuvaa parhaiten englanninkielinen termi ”watergy” (Schmidt 2010). Kaikkein suoraviivaisin yhteys energiatehokkuuden ja ekosysteemipalvelujen välillä on käytettäessä kasvillisuutta lämmönsäätelykapasiteetin sekä varjon ja haihtuman lisäämiseen. Suunnittelulla on väliä. Arkkitehtien ja maisema-arkkitehtien tulisi tehdä yhteistyötä, jotta voidaan parantaa lasitettujen parvekkeiden tehokkuutta sadevesikastelun avulla, lisätä kasvillisuuden hyvinvointia edistäviä olosuhteita, hallita paremmin ilmavaihtoa ja varjostusta

76

ylikuumenemisen ja kasvien liiallisen kuormituksen välttämiseksi sekä löytää kotitalouksien kasvihuoneisiin soveltuvia, yksinkertaisia tuholaistorjuntamenetelmiä. Kaupalliseen käyttöön tarkoitettujen kasvihuoneiden energiatehokkuuden ja tuotantokyvyn parantamiseen tähtäävästä tutkimuksesta voisi myös löytyä tapoja parantaa asuinrakennusten kasvihuoneiden olosuhteita uuden teknologia avulla. Esimerkkejä tästä ovat rakennuksiin integroidut aurinkosähköjärjestelmät (BIPV) aurinkoenergiaa hyödyntävissä kasvihuoneissa sekä energiatehokkaan LED-valaistuksen käyttö kasveille (Heijastus-projekti 2014, Yhteisöllinen älykasvihuone -projekti 2015, Peloton-innovaatioleiri 2012). Ulkopinnat Pienillä tonteilla kilpaillaan tilasta. Tietoista kauppaa käydään ulkotilalla ja liikenteen tarpeilla, jätteenkäsittelyllä, katuistutuksilla, kulun turvallisuudella ja virkistysalueilla. Tiivis maankäyttö edellyttää suunnittelijoilta yhteistyötä. Townhouse-taloryhmien yhteydessä rajallinen tila rakennusten välissä vaatii huolellista suunnittelua teknisten, sosiaalisten ja ekologisten prosessien ja rakenteiden yhdistämiseksi. Tehokkuutta voidaan parantaa yhteistyöhön perustuvalla asuinalueyhteisön uusiutuvan energiatuotannon integroinnilla. Tällaiset yhteiset toiminnot voivat sisältää esim. talvikasvihuoneiden (geo)termisiä varastoja (Cold Climate Greenhouse Resource 2013), keittiöpuutarhoja, biojätteen kompostointia, varastohuoneita, pyörätyöpajoja ja muita yhteisiä sosio-ekologisia tiloja. Päällekkäisen tilankäytön välttäminen vapauttaa tilaa muihin tarkoituksiin. Pysäköinnin tiiviys ja uusiutuvan energian tuotantoon tarvittava tila voidaan optimoida ja siten vähentää sellaista läpäisemätöntä pinta-alaa, jonka liikenne on vilkasta ja saastetaso korkea. Rakennusten tilojen kokonaisuus vaikuttaa mikroilmaston olosuhteisiin, ja muutoin läpäisemätöntä pintaa voidaan vapauttaa hyötykäyttöön. Kotitalouksien ulkopintojen suunnittelu ja hallinta vaikuttavat kaupunkiekologian ravinnedynamiikkaan ja viime kädessä myös rannikkoalueiden ekosysteemien rehevöitymiseen. Jo pienimuotoinenkin pintavaluman


talteenotto vähentää saasteiden etenemistä, mutta townhouse-alueilla on vain vähän läpäiseviä pintoja, joten imeyttäminen täytyy hoitaa ekologisen suunnittelun keinoin. Nuori, aktiivisesti kasvava kasvillisuus ottaa talteen rajoittavia ravinteita, kuten typpeä, ja nurmikko on hyödyksi maaperän orgaanisen hiilen talteenotossa. Se myös helpottaa sadeveden tihkumista maahan. ”Erityisesti typen dynamiikan ymmärtäminen vaatii laajempaa tarkastelua kuin ihmisten asuintiheyden ja läpäisemättömien pintojen roolin analysointia: se vaatii erilaisten vesien, jätevesi-infrastruktuurin sekä niiden välisten suhteiden selvittämistä” (Pickett ym. 2008). Lisäksi ”typen ja hiilen runsasta kertymää lähiöalueilla voidaan hyödyntää näiden saasteiden hillitsemisessä” (Pickett ym. 2008). Lähialueiden suunnittelu vaikuttaa kaupunkialueiden kausittaisen katupölyn hallintaan, ja suunnittelussa tulisi huomioida myös talvikauden jää ja lumi. Mukautuminen kausittaisiin vaihteluihin voi tarkoittaa kesäksi väliaikaisia ulkorakenteita, mutta niidenkin suunnittelussa tulisi ennakoida tuuli, aurinko, kasvillisuus sekä häiritsevän keinovalon ja liikenteen melun vähentäminen. Haittojen (tuholaiset, allergeenit, roskaantuminen) torjuminen vaatii sekä ennakoivaa suunnittelua että ulkoalueiden älykästä hoitoa ja kunnossapitoa. Runsaasti liikennöidyillä alueilla pohjavesi- ja kaupunkihydrologiajärjestelmät on suojattava maaperän ja veden pilaantumiselta: jätteiltä, myrkyllisiltä kemikaaleilta, jätevesiltä, jätevesijärjestelmien vuodoilta ja roskaamiselta. Kaupunkimaiseman paikallinen takaisinkytkentä Pienet kaupunkiekosysteemit johtavat monitahoiseen ja dynaamiseen paikalliseen takaisinkytkentään biologisten, fyysisten ja sosiaalisten kokonaisuuksien välillä (Cadenasso ym. 2006). Tätä bioottista monimuotoisuutta tukee joukko käyttökelpoisia elinympäristöjä, sisältäen mm. pieniä maa-alueita, käyttämätöntä maata ja asuinpihoja sekä laajoja viherinfrastruktuureja (Picket ym. 2008). Townhouse-alueiden hienosyisiä ominaisuuksia pohdittaessa on otettava huomioon, kuinka pienet elinympäristöt ovat vuorovaikutuksessa keskenään ja kuinka ne sopivat yhteen. ”Vedenjakaja-alueiden kaupungistuessa hydrologiset virtausreitit muuttuvat ja suuret vesimassat liikkuvat pintavalumana tai infrastruktuurissa matalien pohjavesien sijaan” (Schueler 1995). Biosuodatus on prosessi, jossa maaperä ja kasvit poistavat saasteita ja saostumia pintavesivalumasta. Ravinteidentalteenottokyky kuitenkin heikkenee runsaan sadannan aikaan (Cadenasso ym. 2008; Kaushal ym. 2008). Hulevesipainanteet ovat matalia, kasvillisuuden peittämiä kanavia, joiden tarkoituksena on osaltaan vaikuttaa vedenlaatuun, vähentää tulvariskiä ja johtaa pintavesivalumaa poispäin kriittisestä infrastruktuurista. Syvä, avoin oja puolestaan poistaa vettä mahdollisimman nopeasti hulevesiviemärin tavoin, eikä juurikaan lisää pohjavettä. Valumaa pitäisi kuitenkin ottaa talteen ja levittää ympäröiviin kosteikkoihin ja kaupunkipuistoihin. ”Pientaloista ja pihoista koostuvat tiiviit asuinalueet voitaisiin suunni-

tella uudelleen käsittelemään sadevesiä huomattavasti nykyistä paremmin” ja ”avointen tilojen viherverkostoprojekteja sekä niihin liittyviä, vettä talteenottavia puutarhoja suunnitellaan ottaen huomioon vedenjakajien kokonaistoiminta” (Pickett ym. 2011). Kaupunkimaiseman puustosta on teoriassa hyötyä puskurina ja hiilidioksiidinieluna sekä myötävaikuttavana tekijänä ”urbaanin yhteiskunnan fysiologisessa, sosiologisessa ja taloudellisessa hyvinvoinnissa” (Jorgensen 1974). Käytännössä puiden sisällyttäminen townhousealueisiin on ongelmallista, jos pienillä tonteilla on tilanpuutetta ja puita istutetaan liian lähelle rakennuksia, ne ovat ristiriidassa maanalaisten putkistojen kanssa tai jos paikallinen maaperä on hankalantyyppistä ja läpäisemätöntä. Kaupunkien puut kärsivät tilan-, veden-, hapen- ja orgaanisen materiaalin puutteesta, ja ne altistuvat fyysisille vaurioille niin maan päällä kuin allakin. Kaupunkipuuston suunnittelu, toteutus ja hallinta voidaan sisällyttää julkisiin palveluihin, jotta voidaan ottaa huomioon asuinalueen kokonaishydrologia ja parantaa puiden kasvuolosuhteita kaupunkialueilla. Niin sanottu Tukholman järjestelmä osoittaa, kuinka puiden kasvua voidaan edistää huomattavasti sekä vähentää juuristovaurioita asvalttipäällysteisillä alueilla suunnittelemalla puiden istutusympäristöt hapetettuun istutuspenkkiin ja karkean kiviaineksen kantavaan kasvualustaan asvaltin alle. Näin varmistetaan kaasujen tehokas kierto, hulevesien suodatus ja vedenpoisto. (Embrén ym. 2009) Kellarien päällä sijaitsevissa kansirakenteissa on vaikea varmistaa puille riittävät kasvuolosuhteet. Matalin suositeltava rakennuskorkeus kellarin päälle istutettaville keskikokoisille puille on 600 mm, suurille puille 800 mm ja pienille pensaille 400 mm (Embrén ym. 2009). Kaupunkialueiden puiden ekologinen suunnittelu ja kestävä vedenpoisto voivat sisältää monenlaisia tapauskohtaisia ratkaisuja, kuten kantava kasvualusta, korotettu kansirakenne, istutuspenkit, hulevesipainanteet sekä vaihtoehtoiset täyttömateriaalit, kuten puuhiili pienimuotoiseen hiilen talteenottoon. (Trees and Design Action Group 2014) Ekosysteemipalvelujen sosiaalinen tuotanto kaupunkimaisemassa lisää paikantajua, hallinnantunnetta sekä yhteistä arvopohjaa. Tämä edellyttää kulttuuripalvelujen, vihreän infrastruktuurin sekä tilojen ja palvelujen monimuotoisuutta. Yhteiset kadut, puutarhat, pienpuistot, palstat ja urbaanit viheralueet tarjoavat yhteisten tilojen monimuotoisuutta sosiaaliekologian, virkistyksen ja koulutuksen tarpeisiin; yhtenä esimerkkinä tästä ovat koulujen metsät (Sahi ym. 2014). Townhouse-alue edellyttää näin ollen pienimuotoista kerrostamista ja ekosysteemipalveluja alueen lähimaastossa sekä laajempien ekosysteemipalvelujen saatavuutta lyhyen kävelymatkan päässä. Voimme pohtia esimerkiksi lapsen kokemaa mikrotason kaupunkimittakaavaa (Wiik 2005). Ei pitäisi olla mitään syytä rajoittaa yhteistä pyrkimystä suunnitella ja järjestää pienimuotoista kaupunkiviljelyä, edistää ruuan paikallisuutta, mahdollistaa paikallisten polttopuiden käyttö urbaanin metsänhoidon kautta tai harjoittaa permakulttuuria urbaanissa kontekstissa.

77


Luku 5

Kuva 6. Kaupungin palvelujen kerrostuminen townhouse-ympäristöissä edellyttää huolellista maisemasuunnittelua – Rummelsburger Bucht, Berliini (Kuva: Simon le Roux).

Kaupunkien palvelut Ekosysteemipalvelujen ja julkisten palvelujen suhde on osittain ekologista suunnittelua ja insinööritaitoa ja osittain maisema-arkkitehtuuria. Paikallisia palveluja täydennetään muilla alueilla sijaitsevilla palveluilla. Suhteeseen vaikuttavia tekijöitä ovat turvallinen liikennesuunnittelu, jätehuolto, miellyttävä valaistus, kaupungin mikroilmastolliset olosuhteet, täydentävä maankäyttö sekä paikallisten palvelujen ja päivittäistavaroiden saatavuus. Nämä keinotekoiset prosessit toimivat ekologisten prosessien päällä – joko sujuvasti tai sitten epäkäytännöllisesti ja häiritsevästi. Kaikkien näiden prosessien rajoilla käydään kamppailua. Keskustelua

Suosituksia kaupunkien kaavoittajille ja suunnittelijoille Townhouse-yhteisöt eivät ole luontaisesti kestäviä. Ne nojaavat muualla tuotettuihin ekosysteemipalveluihin ja tuottavat itse vain vähäistä kestävyysarvoa. Parhaimmillaan townhouse-yhteisöt vahingoittavat ympäristöä vähemmän kuin toinen toiminnallisesti vastaava asuinalue, kun taas pahimmillaan se pitkittää tavanomaisia rakennuskäytäntöjä ja tukee kestämätöntä elämäntyyliä. On näin ollen välttämätöntä ennakoida muuttuvan yhteiskunnan tulevia tarpeita ja ottaa käyttöön toimenpiteitä, joilla kestävien toimintamallien potentiaalia voidaan toteuttaa. Yksilön valinnanvapaus rajatuilla alueilla johtaa erityisen pirstoutuneeseen maankäyttöön, ja laajempaan kaupunkiekologiaan vaikuttavia päätöksiä on vaikea muuttaa jälkiviisaasti. Suuremmalla tontilla sijaitseva rakennus jättää enemmän liikkumavaraa ja mahdollisuuksia sopeutua paikallisiin olosuhteisiin. Townhouse-yhteisön tiiviys on itsessään ongelmallinen asia toimivan kaupunkiekologian mahdollistamisen kannalta. Ekosysteemipalvelujen arvoa ei ole helppo ilmaista määrällisesti, eivätkä ne ole tuotteistettavaa varallisuutta. Siksi hypoteettisen ekosysteemiarvon sijasta keskiöön nousevat tekniset ja toiminnalliset seikat: tiet, päällys-

78

tetyt pinnat, kattotila, energia-asennukset, valaistus ja liikenne, viemärijärjestelmät ja terassit. Ekologiset prosessit syrjäytetään jälleen kerran säädeltyjen rakennusvaatimusten ja ympäristönsuojelun rajoitteiden tieltä; niitä ei ole helppo sisällyttää asuinalueiden kehitykseen ilman proaktiivista ja innovatiivista suunnittelua. Rakennusprosessi on historiallisesti teollistunut, ja se vaatii niin maata kuin resurssejakin. Tämä yhteiskunnallinen ja historiallinen tausta kehystää, kätkee sisäänsä ja kirjoittaa uudelleen sen hypoteettisen arvon tai muutoksen, jota kestävyydellä tavoitellaan. Onko townhousetypologia pelkkää individualistista tekno-utopistista grynderitoimintaa? Jälkisanat Keinotekoinen jako ”luonnon” ja kulttuurin välillä on täysin ekologianvastainen. ”Kaikki eliöt sekä niiden muodostamat ja asuttamat ympäristöt uhmaavat sisäja ulkotilojen rajoja kaikilla tasoilla” (Morton 2010). Täysi holismi ei kuitenkaan ole ratkaisu tämän jaon ohittamiseen. Ympäristö ei ole suljettu järjestelmä – niin sanottu ”luonto” – vaan elämä on ennemminkin tiiviiden riippuvuuksien, yhteistoiminnan ja rajoja sumentavien keskinäisten suhteiden verkosto. Emme voi sulkea pois pölyä ja saasteita. ”Sen sijaan, että haluamme välttämättä olla osa jotakin suurempaa, meidän kannattaisi keskittyä intiimiyteen” (Morton 2010). Holismin sijaan intiimiys viittaa ennemminkin heikkouteen ja pirstoutuneisuuteen. Ihmiset eivät ole enää universumin keskipiste, vaan elämme rinnakkaiseloa useiden prosessien universumissa. Ehkä tulevaisuus ei olekaan ekofeministinen tai myöskään heteronormatiivinen; kenties se onkin poikkeuksellinen ekologia, joka on syntynyt pyrkimyksistä saada sosiaalisista prosesseista ideologisesti holistinen ote. Tulevaisuus hyväksyy erilaisuuden, ja tämä kollektiivisuus perustuu tietoiselle valinnalle elää yhdessä, osana eliöiden intiimiä verkostoa. Jako ”ympäristön” ja ”rakennetun” välillä sumenee ja kaupunkiekologian monimuotoisuus kietoutuu yhteiskunnan rakenteisiin.


Valokuva: Simon le Roux


Luku 5

5.2 Hiilidioksidin talteenotto kaupungin ekosysteemipalvelujen avulla

Kristjana Adalgeirsdottir Matti Kuittinen Caroline Moinel

Kasvit ja maaperä ovat ilmakehän hiilidioksidin luonnollisia sääntelijöitä. Kasvit ottavat ilmakehästä talteen hiiltä, joka varastoituu maaperään vuosikymmeniksi. Koska kaupungeista rakennetaan jatkuvasti tiiviimpiä, näiden ekosysteemipalvelujen käytettävissä oleva maaala pienenee. Espoon seitsemää asuinaluetta koskevassa tutkimuksessamme selvitimme, miten paljon tonttitehokkuus vaikuttaa ekosysteemipalveluihin, jos kyseisten alueiden kasvihuonekaasupäästöt koko elinkaaren ajalta otetaan huomioon. Ekosysteemipalvelujen mahdollisuudet kasvihuonekaasupäästöjen sääntelyssä

Yleisin ratkaisu kaupunkien kasvihuonekaasupäästöjen ja energiakysynnän vähentämiseen on ollut kaupunkialueiden tiivistäminen ja järjestäminen. Kaupunkialueiden tiivistyessä puistojen, luonnonmetsien ja muiden viheralueiden alat pienenevät. Tällainen kehitys vähentää ”sääntelevistä” ekosysteemipalveluista ilmastonmuutoksen lieventämisessä mahdollisesti saatavia hyötyjä. Puita ja maaperää, jotka sääntelevät ilmakehän hiilidioksidin määrää varastoimalla sitä biomassaansa fotosynteesin avulla, on vähemmän, joten menetettyyn ilmastonmuutoksen sääntelyyn on vastattava muilla tavoilla. Kaupunkien tiivistämisestä voidaan mahdollisesti myös saada huomattavia hyötyjä: infrastruktuurin rakentamisesta ja ylläpidosta peräisin olevat sitoutunut energia ja päästöt vähenevät (IPCC 2014) ja entistä tiiviimmät asuinalueet voivat olla tehokkaampia resurssien, energian ja materiaalien kannalta (Takano 2014). Tiiviiden ja energiatehokkaiden alueiden rakentaminen aiheuttaa kuitenkin piikkejä kasvuhuonekaasupäästöihin ja energiakysyntään. Tällainen piikki voi olla suuri, ja sen vaikutusten poistaminen voi kestää monia vuosikymmeniä (Heinonen ym. 2012). Näiden piikkien takaisinmaksuaikaan vaikuttaa huomattavasti sen energian määrä, joka voidaan säästää parantamalla rakennusten ja alueiden energia- ja hiilitehokkuutta. Ekosysteemipalvelujen asemaa takaisinmaksuajan lyhentämisessä on kuitenkin vielä selvitettävä. Emme tiedä, miten paljon

80

asuinalueiden tiivistäminen lieventää ilmastonmuutosta vähentämällä kaupunkien päästöjä verrattuna siihen, että kasvien ja maaperän mahdollisuudet hiilidioksidin talteenotossa menetetään. Emme myöskään tiedä, mikä on entistä tiiviimpien kaupunkien ja ekosysteemipalvelujen paras mahdollinen suhde. Vielä ei myöskään osata suunnitella ja rakentaa kaupunkia, joka on kestävä sekä energiatehokkuuden että ekosysteemipalvelujen kannalta. Kasvit ja maaperä ovat ilmakehän hiilidioksidin luonnollisia sääntelijöitä. Kasvit ottavat ilmakehän hiilidioksidia talteen fotosynteesissä ja muuntavat sen sokeriksi, jonka ne varastoivat biomassaansa. Biomassa on hyödyllistä ihmisille elintarvikkeena tai raaka-aineena. Ilmakehän hiilidioksidilla kasvavat kasvit voivat lisäksi tarjota varjoa ja suojaa auringolta, sateelta, tuulelta, melulta ja saasteelta. Maaperän orgaaninen hiili on hitaasti hajoavien kasvi-, eläin- ja mikrobijäännösten varasto. Tämä hiilivarasto on olennaisen tärkeä planeettamme elinkelpoisen ilmaston sääntelylle: lähes 80 prosenttia maapallon hiilestä on maaperässä (Onti & Schulte 2012). Myös kaupunkiympäristöissä on mahdollisuuksia ekosysteemipalveluihin. Kiinnostus kaupunkien ekosysteemipalvelujen ilmastohyötyjen määrälliseen mittaamiseen lisääntyy kaikkialla maailmassa. Uusimmat tutkimustiedot ovat rohkaisevia. Iso-Britannian Leicesterissä havaittiin, että kaupunkialueilla voi olla huomattavasti enemmän maaperän orgaanista hiiltä kuin maatalousalueilla (Edmondson ym. 2012) ja että maaperä on itse asiassa suurin orgaanisen hiilen varasto kaupunkialueilla, joilla sen osuus kaikesta orgaanisesta hiilestä on 82 prosenttia. Tutkimuksessa havaittiin myös mielenkiintoinen seikka, jonka mukaan läpäisemättömien pintojen alla on paljon orgaanista hiiltä (13 prosenttia). Leicesterissä kaupunkialueiden orgaanisesta hiilestä vain 18 prosentin havaittiin olevan kasvillisuuteen varastoitunutta. Lisäksi on havaittu (Edmondson ym. 2013), että talojen pihoilla kasvavat puut lisäävät huomattavasti maaperän orgaanisen hiilen määrää. Näitä ”takapihan hiilivarastoja” pitäisi suojella, jotta hiilidioksidin vapautumista ilmakehään voidaan vähentää.


Valokuva: Caroline Moinel

Espoossa tutkitut alueet

Vihreää ja harmaata infrastruktuuria koskevat arviot

Espoossa tutkittiin seitsemää asuinaluetta: kahta rivitaloaluetta, kahta kerrostaloaluetta, kahta rivitalo- ja kerrostaloaluetta ja yhtä omakotitaloaluetta. Kullekin asuinalueelle määritettiin kolme keskeistä maankäyttöluokkaa:

Puut ja puumainen kasvillisuus

(1) Harmaa infrastruktuuri, joka sisältää rakennukset, liikennealueet ja päällystetyt pinnat,

Rungon tilavuuden laskemisen perustana käytetty menetelmä on Zianis’n ym. kehittämä (2005), ja sitä on korjattu arvioilla juurten ja oksien tilavuudesta.

Kukin asuinalue jaettiin maisemasuunnitelmien perusteella edellä mainittujen eri alaluokkien mukaisesti. Tuloksena saadut kutakin maankäyttöä koskevat alueet on määritetty neliömetreinä (kuva 1) ja esitetty laskentataulukossa. Alueet eroavat toisistaan tonttitehokkuuden, rakennusmateriaalien ja istutetun kasvillisuuden osalta.

Pensaiden määrä ja lajit kerättiin maisemasuunnittelupiirustuksista. Pensaiden hiilen talteenottoa koskevat arvot saatiin keräämällä näytteitä kustakin pensastyypistä. Näille näytteille annettiin painotus, ja kuivapaino laskettiin olettamalla kosteudeksi 30 prosenttia, koska näytteet kerättiin talvikaudella. Myös pensaiden talteenotetun hiilen laskentaan käytettiin samaa arviointimenetelmää kuin puille. Hiilinielujakso kestää 10 vuotta. Oletuksena on, että pensaiden oksat leikataan 10 vuoden välein ja poistetaan tontilta. Tämä on hyvin tyypillistä suomalaisilla asuinalueilla. Siten kertyneen hiilen määrä tarkoittaa vain edellisen kymmenen vuoden kertymisjakson tulosta. Havupuiden neulasten hiili punnittiin. Lehtipuiden lehtien vaikutusta ei arvioitu, koska ne maatuvat vuosittain tontilla.

Käytetyt menetelmät ja oletukset

Nurmi- ja ruohopinnat

Tarkoituksena oli selvittää mahdollisuuksia hiilidioksidin talteenottoon kaupunkipihoilla kasvien fotosynteesiprosessien, maaperän orgaanisen hiilen kertymisen ja betonipintojen karbonatisoitumisen avulla. Lisäksi näitä mahdollisuuksia verrataan kunkin rakennuksen koko elinkaaren aikaisiin kasvihuonekaasupäästöihin, jotka sisältävät materiaalien tuotannon, rakennustöiden, todellisen energiankäytön ja elinkaaren loppuvaiheen päästöt. Tutkimusjakso on 50 vuotta.

Maanpinnan yläpuolisen ruohovartisen kasvillisuuden oletettiin kasvavan ja kuihtuvan talvi- ja kesäkausien aikana, ja siten hiilen nettotalteenotoksi oletetaan nolla. Maaperän orgaanisen hiilen talteenottomahdollisuudet on otettu niittyjen osalta huomioon maanpinnan alapuolisen pintamaan ensimmäiseltä 20 senttimetriltä käyttämällä LUCAS-pintamaatutkimusmenetelmän tietoja (Tóth ym., 2013). Turvepohjaisen niityn hoidosta peräisin olevien kasvihuonekaasupäästöjen sovittamisen

(2) Vihreä infrastruktuuri, joka sisältää ruoho- ja nurmipinnat, puut ja puumaisen kasvillisuuden, ja (3) Luonnonvaraiset alueet, joka sisältää metsämaan, pensasmaan ja niityt.

81


Luku 5

perustana on ollut Gu ym. (2015). Siinä on käytetty varovaisena korjauskertoimena 0,5, jotta tuloksista saadaan Suomen olosuhteisiin soveltuvia. Maaperän orgaaninen hiili Maaperän orgaaninen hiili määritetään hiilipitoisuudeksi pintamaan 20 senttimetrissä, jossa hiilipitoisuus on suurin. LUCAS-pintamaatutkimuksessa määritetään neljä tärkeintä maankäyttöluokkaa eli viljelysmaa, pensasmaa, niitty ja metsämaa, joissa maaperän orgaaninen hiili on mitattu (Tóth ym, 2013). Mittaukset perustuvat näytteenottomenetelmään, jossa EU:n alueen kattaa 2x2 kilometrin verkko. Suomessa otettiin 1 716 näytettä. Tässä tutkimuksessa käytetyt maaperän orgaanisen hiilen arvot ovat keskiarvoja ilmastovyöhykkeelle, joka vaihtelee havumetsävyöhykkeestä lauhkean vyöhykkeen metsään. Pensaiden alapuolinen maaperä katsotaan pensasmaaksi ja nurmi- ja ruohopintojen alapuolinen maaperä katsotaan niityksi. Myös kaupunkialueiden katujen ja päällysteiden alle on varastoitunut maaperän orgaanista hiiltä. Näiden arvojen perustana on Edmondson ym. (2012), jossa maaperän orgaanisen hiilen talteenoton läpäisemättömien pintojen alla arvioitiin olevan 6,7 kilogrammaa neliömetriltä ajoneuvon kuorman kantavien pintojen alla ja 13,5 kilogrammaa neliömetriltä muiden kuin ajoneuvon kuorman kantavien pintojen alla Leicesterissä. Oletuksena on, että orgaanisen hiilen kertyminen on Espoossa hitaampaa kuin Leicesterissä, koska Espoo sijaitsee pohjoisempana. Siksi arvioidaan, että maaperän orgaanisen hiilen kertyminen läpäisemättömien pintojen alla on 80 prosenttia Leicesterin kertymästä. Harmaa infrastruktuuri ja hiilidioksidin talteenotto betonissa Olemme arvioineet harmaan infrastruktuurin eli betonipäällysteiden, puupintojen, soran, asfaltin ja hiekan tuotantovaiheen (A1-3) päästöt. Lisäksi otetaan huomioon betonin karbonatisoituminen. Betonin karbonatisoituminen on prosessi, jossa ilmakehän hiilidioksidi reagoi sementin kalsiumoksidin kanssa. Sen tuloksena muodostuu kalsiumkarbonaattia, mikä kattaa osan sementin valmistusvaiheen hiilidioksidipäästöistä. Karbonatisoituneen betonin määrä lasketaan Lagerbladin (2005) menetelmän mukaan. Karbonatisoitumisarvio on tehty vain päällysteille, eikä rakennusten betoniosia ole arvioitu. Oletuksen mukaan kaikki betonipäällysteet on valmistettu tavallisesta Portland-sementistä, ja ne altistuvat säälle suojatta. Karbonatisoitumisjakso on 50 vuotta. Rakennusten tuotanto ja rakentaminen Rakennusten tuotantovaiheen päästöt perustuvat aiempiin tutkimuksiin (Takano ym. 2014). Laskennassa on käytetty betoni- tai puurakenteisten rakennusten neliömetrikohtaista keskimääräistä päästökerrointa. Kerroin sisältää fossiiliset kasvihuonekaasupäästöt rakennusten perustojen, seinien, lattioiden, kattojen, ovien ja ikku-

82

noiden valmistamisesta. Taloteknisestä tuotannosta peräisin olevia päästöjä ei ole otettu huomioon. Rakennusten käytönaikainen energiankäyttö Rakennusten käyttövaihetta varten kasvihuonekaasupäästöt on laskettu Espoon kaukolämmön ja sähkön energiayhdistelmän perusteella. Espoon kaupungin kaukolämmön arvioidaan tuottavan 0,193 kgCO2e/kWh (Holopainen ym. 2010), ja verkkosähkön valtakunnallinen päästöarvio on 0,2216 kgCO2e/kWh (Ilmastolaskuri 2011). Rakennuksia varten käytetään kahta energiankäyttöarvoa. Espoossa tutkittujen asuinrakennusten arvioitu nykyinen energiakysyntä on otettu Energiatieto-verkkotietopalvelusta (Espoon kaupunki 2015), ja sen vaihteluväli on 122–151 kWh/m2. Lähes nollaenergiatalojen (nZEB) suunnitellulle energiatehokkuudelle käytetään arvoa 141 kWh/m2, joka on laskettu Reinikaisen, Loisan ja Tynin (2015) lähes nollaenergiataloja koskevassa kansallisessa etenemissuunnitelmassa ehdottamien E-arvojen perusteella. Tässä tutkimuksessa rakennusten käyttöjakso on 50 vuotta. Kyseisenä aikana energiantuotannon kasvihuonekaasupäästöt todennäköisesti vähenevät ilmastonmuutoksen lieventämisen osana. Tutkimuksessa noudatetaan Suomen energiateollisuuden (2010) kaukolämmön ja sähkön hiilen vähentämistä koskevia skenaarioita. Tässä skenaariossa pyritään vähentämään kaukolämmön kasvihuonekaasupäästöjä arvoon 0,025 kgCO2e/kWh ja sähkön arvoon 0,044 kgCO2e/kWh. Oletamme, että vuoden 2050 jälkeen vähennyksiä ei enää tule ja että energian kasvihuonekaasuintensiteetti pysyy vakaana arviointikauden loppuun asti. Epävarmuustekijät Kasveihin ja maaperään varastoituneen hiilen tarkan määrän selvittäminen on erittäin haastavaa. Tontin olosuhteet ja hoitosuunnitelmat vaikuttavat huomattavasti kasvien kasvuun ja maaperän orgaanisen hiilen kertymiseen. Kaupunkipuiden osalta biomassan laskemista tai kasvualgoritmeja varten on muutamia suomalaisia esimerkkejä (tärkeimpiä lajeja olivat koivu, kuusi, mänty ja lehtikuusi), mutta pensaille niitä ei ole yhtään. Siksi vastaavia saksalaisia vertailulukuja on muokattu Suomen ilmastoa varten. Lisäksi tutkimuksen kohteena olevien puulajien määrä taustatiedoissa on rajallinen, ja puuttuvat lajit on korvattava käyttämällä samankokoisin ja -muotoisiin lajeihin liittyviä laskuja. Pensaiden painotukset perustuvat muutamaan näytteeseen kustakin lajista. Kasvuolosuhteilla ja hoidolla olisi käytännössä suuri vaikutus hiilen kertymiseen pensaiden biomassaan. Energiayhdistelmissä ja rakennusten kunnostuksessa tapahtuu 50 vuoden simulointijakson aikana varmasti odottamattomia muutoksia. Nämä kaikki lisäävät kasvihuonekaasupäästöjä. Mahdollisista kunnostuksista


2 Arvionti: Maankäyttötyypit maisemasuunnitelmista %, m2

%, m2

+

1

%, m2

+

Määrittely

3 Townhouse

Rivitalo

5 Tulosten yhteenveto

Laskenta: Hiilipäästöt ja nielut

...

Typologiat: omakoti, rivitalo, townhouse, kerrostalo

4 Arvionti: Rakennetun ja viherympäristön elinkaari

Kuva 1. Tutkimuksen vaihteet.

TONTTI 7150 m2

HARMAA INFRASTRUKTUURI Rakennukset 2077 m2

Asfalti 1044 m2

Betonikiveys 571 m2

Kivituhka 841 m2

Luonnonkivi 256 m2

Puuterassi 269 m2

Turvasora 87,5 m2

Nurmikivet 269 m2

Pensaat 701,7 m2

Puut 90 kpl

VIHERINFRA Ruoho 900,2 m2

Kuva 2. Maankäyttötyyppien määrittely Espoon Pikku-Pietarin pihassa.

83


Luku 5

tai infrastruktuurin parantamisista johtuvia päästöjä ei kuitenkaan ole otettu tutkimukseen mukaan suurten epävarmuustekijöiden vuoksi. Tulokset

Pihojen hiilen talteenotto ja päästöt Laskennan tulokset näytetään kuvassa 3, jossa esitetään pihojen hiilen talteenotto ja päästöt rakennuksia lukuun ottamatta jaettuna kunkin asuinalueen tonttialueen mukaan. Tulokset osoittavat, että useimmissa tapauksissa nielut ovat päästöjä suuremmat 50 vuoden tutkimusjakson aikana. Suurimmat hiilinielut ovat omakotitalotonteilla, koska rakennukset ovat pieniä ja pihat suuria. Nielut ovat kuitenkin sangen suuria myös kerrostalotonteilla. Puut lisäävät eniten hiilen talteenottoa. Niillä on hallitseva asema viidellä alueella seitsemästä. Puiden mahdollisuudet hiilen talteenotossa vaihtelevat huomattavasti 16,6 prosentista 61,5 prosenttiin. Kun tarkastellaan maaperän osuutta hiilen talteenottomahdollisuuksissa, tuloksissa havaitaan erittäin epätasaista tapauskohtaista vaihtelevuutta. Joissakin hankkeissa maaperään voi varastoitua jopa 50,2 prosenttia, kun taas joissakin vain 0,4 prosenttia. Mitä enemmän on ruohomaaperää, sitä suurempaa talteenotto voi olla. Betonipintojen karbonatisoituminen näyttää saavan aikaan vain vähäistä hiilen talteenottoa. Kaikissa tutkituissa tapauksissa betonipinnat altistuivat säälle ja niiden alla olevalle maalle. Kumpikaan näistä ratkaisuista ei edistä karbonatisoitumisvaikutusta. Enimmilläänkin karbonatisoitumisen havaittiin vaihtelevan vähäisesti kasvihuonekaasupäästöjen 0,008 prosentista 0,039 prosenttiin 50 vuoden laskentakaudella. Päästöjen osalta havaittiin, että suuri enemmistö kasvihuonekaasupäästöistä liittyy liikennealueilla käytettävien materiaalien (pääosin asfaltti) ja tiivistettyjen pintojen (pääosin betonipäällyste) valmistamiseen. Muut päästölähteet ovat vähäisiä. Näiden päästöjen vallitsevuus verrattuna viheralueiden hiilen talteenottoon vaihtelee pihojen maisemasuunnittelun mukaan. Rakennusten rakentamisesta ja käytöstä peräisin olevien hiilidioksidipäästöjen vertailu Miten suurta pihojen hiilen talteenotto on verrattuna rakennusten rakentamiseen ja käyttöön 50 vuoden aikana? Tulokset (kuva 5) osoittavat, että pihojen osuus asuinrakennusten kokonaispäästöissä näyttää olevan sangen pieni. Suurin osa päästöistä johtuu rakennusten käytönaikaisesta energiankäytöstä. Ne ovat tutkittujen rakennusten kasvihuonekaasutaseessa huomattavasti suurempia kuin kaikki muut tekijät yhteensä 50 vuoden elinkaaren aikana energian nykyisen kasvihuonekaasuintensiteetin perusteella. Pihojen hiilen talteenoton havaittiin vaihtelevan 1,2 prosentista 11,9 prosenttiin kokonaispäästöistä (kuva 3).

84

nZEB-energialuokan rakennuksissa havaitaan vain lieviä muutoksia tuotantojakson päästöjen lisääntymisessä ja käyttövaiheen energiapäästöjen osuuden vähenemisessä. Niiden koko elinkaaren aikainen hiilijalanjälki on odotetusti pienempi kuin tavanomaisessa energialuokassa. Tämä lisää vastaavasti pihojen hiilen talteenoton suhteellista osuutta. nZEB-alueilla hiilen talteenotto vaihtelee 1,3 prosentista 13,7 prosenttiin. Kaikki tutkitut rakennukset oli alun perin rakennettu energiatehokkaasti, ja siksi ero muihin kuin nZEB-vaihtoehtoihin pysyy pienenä. Suhde on kuitenkin erilainen, kun hiilen talteenottoa verrataan rakennusmateriaalien tuotantovaiheesta johtuviin päästöihin. Joissakin tapauksissa omakotitalon rakennusmateriaalien tuotantovaiheen päästöt ovat 85 prosenttia (Pikku-Jonttu) tai 33 prosenttia vastaavista townhousen (Vuorikallio) päästöistä. Näitä voidaan pitää erittäin korkeina lukuina. Tonttitehokkuus ja mahdollisuudet hiilien talteenotossa Miten sitten alueen tiiviys vaikuttaa mahdolliseen hiilen talteenottoon? Kuvassa 6 esitetään tonttitehokkuus (palkit) ja osuus hiilen talteenotosta ekosysteemipalvelujen ja koko elinkaaren aikaisten kasvihuonekaasupäästöjen karbonatisoitumisen avulla (viiva). Näiden havaintojen nähdään osoittavan selkeästi, että tonttitehokkuuden lisääntyessä hiilen talteenottomahdollisuudet vähenevät. Tämä on loogista, mutta mielenkiintoinen havainto on se, että energiatehokkuuden parantuessa ero tonttitehokkuuden ja hiilen talteenottoa koskevien mahdollisuuksien välillä kasvaa. Päätelmät

Ekosysteemipalvelujen merkitys hiilidioksidin tasapainottamisessa Hiilen talteenoton vaikutus vaihtelee tapauskohtaisesti. Sen osuus koko elinkaaren aikaisista kasvihuonekaasupäästöistä voi olla suhteellisen korkea (13,7 prosenttia) omakotitaloissa, joissa on suuri piha. Kaupunkirakenteen tiivistämisessä ei kuitenkaan suosita kyseisiä ympäristöjä. Kun tarkastellaan tiiviimmin rakennettuja esimerkkejä, hiilen talteenottoon on parhaat mahdollisuudet alueilla, joilla on tilaa puille. Tästä voidaan päätellä, että paras mahdollinen tasapaino entistä tiiviimmän kaupunkiympäristön ja kaupunkipuiden välillä edellyttää alueellista tutkimusta ja lisäanalyysia. Hiilen talteenoton lisäksi puut tarjoavat monia muita tärkeitä ekosysteemipalveluja. Lisäksi hiilen kertymisessä kaupunkien maaperään näyttää olevan huomattavia mahdollisuuksia. Tämä kertyminen on suurta puiden ja puumaisen kasvillisuuden alla. Siten puurivistöt pitäisi mahdollisuuksien mukaan istuttaa avoimeen maaperään eikä pihakansille tai istutusaltaisiin. Käytännön syyt, kuten juurien suojelu liikennealueilla, voivat kuitenkin johtaa toisenlaisiin ratkaisuihin.


Pikku Pietari

Vuorikallio

Huvilinnanmäki

Tietäjä

Jatuli

Koukkuniemeranta

7150

10244

2924

62313

11100

18560

Townhouse

Rivitalo

0,46

0,3

TONTIN ALA (m2)

Pikku Jonttu

18560

TALOTYYPPI

E-LUKU

Kerrostalo

0,82 37.9%

22.7%

Kerrostalo

0,97 43.6%

Vaihteleva

Vaihteleva

Omakotitalo

0,5

0,36

0,2

26.4%

32.5%

53.8%

75.9%

RAKENNETUN JA RAKENTAMATTOMAN ALAN SUHDE

80

153

VALMISTUSVAIHE (A1-A3)

9,49%

33,13%

KOKO ELINKAARI (A-C)

2,36%

2,56%

PUUT

25

92

91

93

15

5,45%

4,86%

6,53%

12,71%

85,45%

4,80%

1,22%

1,16%

1,47%

2,98%

11,86%

6,08%

1,33%

1,25%

1,58%

2,85%

13,72%

HIILINIELU SUHTEESSA PÄÄSTÖIHIN

KOKO ELINKAARI nZEB (A-C)

Kuva 3. Hiilinielu suhteessa valmistusvaihteen ja elinkaaren päästöihin. Toiminnallinen yksikkö: [kgCO2/tonttiala] 15

10

5

0

-5

-10

-15

-20

VIHERINFRA

HARMAA INFRA

PikkuPietarin piha Liikennealue Maa kevyen liikenteen väylien alla Maa katujen alla Karbonoituminen Avoimet pinnat Puoliavoimet pinnat Umpipinnat Ruohomaa Perennamaa Puuvartiset kasvit Puut Oleva metsä Viherkate/Muu

Espoon Vuorikallio

Huvilinnanmäki 7

Tietäjä

Jatuli

Koukkuniemenranta

Pikku Jonttu

3,80

6,85

4,10

0,19

2,90

4,59

0,00

-1,81

-1,04

-0,95

-0,15

-1,10

-0,68

-1,89

-0,78 -0,13 0,20 0,54 1,83 -1,15 0,00 -1,59 -2,36 0,00 0,00

-1,55 -0,02 0,14 0,20 0,41 -0,93 0,00 -1,11 -6,88 -3,21 0,00

-0,84 -0,05 0,12 0,22 0,95 -1,86 0,00 -2,82 -6,02 0,00 0,00

-0,04 -0,49 0,01 0,14 8,70 -0,04 0,00 -3,42 -6,60 0,00 0,00

-0,60 -0,07 0,15 0,20 1,12 -1,10 0,00 -1,70 -1,23 -1,60 0,00

-0,94 -0,02 0,10 0,00 0,38 -4,38 0,00 -0,02 -2,16 0,00 -0,53

0,00 0,00 0,20 0,13 0,00 -5,87 0,00 -0,49 -5,52 0,00 0,00

Kuva 4. Pihojen 50 vuoden hiilitase. Suurin osa pihoista kykenee sitomaan enemmän kuin valmistusvaihteen hiilipäästöt.

85


Luku 5 Toiminnallinen yksikkö: [kgCO2/tonttiala]

1 200

1 000

800

600

400

200

0

-200

Pikku-Pietarin piha

Espoon Vuorikallio

Huvilinnanmäki 7

Tietäjä

Jatuli

Koukkuniemenranta

Pikku Jonttu

Hiilen kokonaisvarastointi

-7,82

-14,73

-12,54

-10,73

Purkuvaihe (moduuli C)

47,16

85,99

70,24

29,23

-7,40

-8,74

-13,77

43,57

55,34

Käyttöenergia (moduuli B6)

201,25

176,18

726,40

675,32

347,54

1,86

169,37

98,14

Valmistus (moduulit A1-3)

82,40

36,88

230,25

220,66

113,28

68,78

16,12

Tase

322,99

291,91

1014,35

914,48

496,98

284,75

102,35

Hiilen kokonaisvarastointi

-7,82

-14,73

-12,54

-10,73

-7,40

-8,74

-13,77

Purkuvaihe (moduuli C)

47,16

85,99

70,24

29,23

43,57

55,34

1,86

Käyttöenergia (moduuli B6)

176,36

189,71

643,65

605,78

311,75

182,37

82,42

nZEB

Valmistus (moduulit A1-3)

82,40

36,88

230,25

220,66

113,28

68,78

16,12

Tase

322,99

291,91

1014,35

914,48

496,98

284,75

102,35

Kuva 5. Pihojen hiilitase 50 vuoden tarkastelujaksolla. Laskelmat on tehty sekä nykyisellä (ylempi taulukko ja kuvaaja) että nZEB-luokan (alempi taulukko) energiatehokkuudella. Erot ovat pieniä. Suurin osa päästöistä liittyy käyttövaiheeseen. 50 vuoden vertailujaksolla viherympäristön hiilinielu suhteessa rakennetun ympäristön päästöihin jää marginaaliseksi.

1,2

16

Tonttitehokkuus (e)

14

Ekosysteemipalveluiden hiilinieluvaikutus

1 12 0,8 10 0,6

8 6

0,4 4 0,2 2 0

Kuva 6. Hiilinieluvaikutuksen ja tonttitehokkuuden suhde.

86

0

Ekosysteeminpalveluiden hiilinieluvaikutus nZEB-alueilla


Jos otetaan huomioon rakennusmateriaalien tuotantovaiheen päästöjen kompensointi, pihojen hiilen talteenotosta tulee merkittävää. Pihat tarjoavat asukkaille virkistys- ja lepoympäristön, ja sen lisäksi ne voivat myös neutraloida rakennusten rakentamisen päästöt koko elinkaaren ajalta. Tämän tutkimuksen epävarmuustekijät ja tapauskohtaiset poikkeukset vaikuttavat luonnollisesti tähän oletukseen. Saaduilla tuloksilla voidaan kuitenkin perustella se, että kaupunkien asuinalueiden elinkaarisuunnittelussa pitäisi ottaa huomioon hiilipäästöjen kompensointi viheralueiden kautta.

kenttätietoja ja jakaa niitä kaavoittajille ja suunnittelijoille. Vihreän infrastruktuurin investoinneissa voi olla huomattavasti käyttämättömiä mahdollisuuksia, jotka voidaan ottaa huomioon kaupunkien ja alueiden hiilitaseen kirjanpidossa.

Suosituksia kaupunkien kaavoittajille ja suunnittelijoille

• Käytä paljon puita tonteilla ja teiden varsilla. Puut pitäisi mahdollisuuksien mukaan sijoittaa niin, että kesällä ne auttavat varjostamaan ja talvella suojaamaan tuulelta. Puita voidaan myös käyttää asuinalueiden ja merkittävien melunlähteiden välillä. • Sisällytä kaavaan pakollisia viheralueita tonttien välille. Lisää vähimmäismäärä puita kaupunkikaavan eritelmätekstiin. • Tontin sisällä olevien viheralueiden pitäisi olla riittävän suuria, jotta puut voivat kasvaa täyteen mittaansa ja siten lisätä hiilen talteenottomahdollisuuksia mahdollisimman paljon. • Maaperässä on paljon mahdollisuuksia maaperän orgaanisen hiilen kertymiseen. Nämä mahdollisuudet pitäisi ottaa huomioon kaupunkialueilla. Leikattavia nurmikoita olisi vältettävä ja sen sijaan suosittava hoitamattomia ruohoalueita, jotta maaperän orgaanista hiiltä voisi kertyä mahdollisimman paljon. • Piharakenteiden karbonatisoitumisessa ei näytä olevan huomattavia mahdollisuuksia hiilen kokonaistalteenottoon. Karbonatisoitumiselle ihanteellinen ympäristö on katetuissa ulkotiloissa (esim. pysäköintialueilla tai kylmissä varastohuoneissa), joissa voidaan suosia betonipintoja, jos käyttöön liittyvät syyt edellyttävät tiivistettyjä pintoja tai liikennealueita. • Jos tarvitaan penkereitä tai kivikatteita, harkitse betonimurskan käyttämistä luonnonkivien sijasta. Betonimurska on tehokas hiilinielun luomisessa, koska betonin ulkoinen ala moninkertaistuu verrattuna betonirakenteisiin ja siten karbonatisoitumisen vaikutus kasvaa. Murskattu ja lajiteltu betoni ei visuaalisesti eroa kovin paljon murskatusta luonnonkivestä. Loppupäätelmänä esitetään, että kaupunkien kasvillisuudella ja maaperällä voi olla strateginen asema kaupunkien kasvihuonekaasupäästöjen vähentämisessä. Se voi jopa johtaa uuteen ajattelumalliin rakennesuunnittelun ja kaupunkialueiden hoidon elinkaarimalleissa. Suosittelemme siksi, että eri kaupungeissa pitäisi kerätä ja tutkia

87


LÄHTEET

Kappale 5.1 Embrén, B.M. ym. (2009) “Planting Beds in the City of Stockholm: A Handbook”. Stockholm: Municipality of Stockholm. Saatavana: http://foretag.stockholm. se/PageFiles/192562/100322 GH_HB STHLM - Engelsk version.pdf. Brundtland G., Khalid M., Agnelli S., ym. (1987) ”Our Common Future” (’Brundtland report’). World Commission on Environment and Development. Oxford University Press. Cadenasso, M., Pickett, S., Grove, J. (2006) “Dimensions of ecosystem complexity: Heterogeneity, connectivity, and history”. Ecological Complexity 3: 1–12. Cadenasso M., Pickett, S. & Schwarz, K. (2007) “Spatial heterogeneity in urban ecosystems: reconceptualizing land cover and a framework for classification”. Frontiers in Ecology and the Environment 5: 80–88. Cadenasso ym. (2007) “Reconceptualizing Urban Land Cover: The HERCULES Model”. Baltimore Ecosystem Study Saatavana: http://www.beslter. org/frame4-page_3i_01.html. Cadenasso, M., Pickett, S. ym. (2008) “Exchanges across land-water-scape boundaries in urban systems: strategies for reducing nitrate pollution”. Ann N Y Acad Sci. 1134, 213-32. Cold Climate Greenhouse Resource (2013) “Designing and building cold climate greenhouses”. Saatavana: http:// www.extension.umn.edu/rsdp/community-and-local-food/productionresources/docs/cold-climate-greenhouse-resource.pdf.

Førland-Larsen, A. (2014) ”Hybrid bygningsintegrert ventilasjon”. Saatavana: http://www.futurebuilt.no/hybrid-bygningsintegrert-ventilasjon Geels, F.W. (2002) “Technological transitions as evolutionary reconfiguration processes: a multi-level perspective and a case-study”. Research Policy, Volume 31, Issues 8–9, December 2002, 1257– 1274. Heijastus-hanke (2014) “Heijastus-, valo- ja energiatehokkuuden parantaminen nykyisissä ja uusissa kasvihuoneissa”. Saatavana: http://www.vei.fi/ content/fi/11501/787/787.html. Jorgensen, E. (1974) “Towards an urban forestry concept”. Proceedings of the 10th Commonwealth Forestry Conference. Ottawa: Forestry Service. Kaushal, S. ym.(2008) “Interaction between urbanization and climate variability amplifies watershed nitrate export in Maryland”. Environ. Sci. Technol. 42, 5872-5878 McPhearson, T. (2013) “Wicked Problems, Social-ecological Systems, and the Utility of Systems Thinking”. Saatavana: http://www.thenatureofcities. com/2013/01/20/wicked-problemssocial-ecological-systems-and-theutility-of-systems-thinking/. Melathopoulos, A., Stoner, A. (2015) “Critique and transformation: On the hypothetical nature of ecosystem service value and its neo-Marxist, liberal and pragmatist criticisms”. Ecological Economics 117, 173-181.

Pickett, S., Cadenasso, M., Grove J., ym. (2008) “Beyond urban legends: an emerging framework of urban ecology, as illustrated by the Baltimore ecosystem study”. Bioscience 58:139-150. Ripatti, H. (2009) “Hybridi-ilmanvaihto – vaihtoehto koneelliselle ilmanvaihdolle”. Helsinki: Rakennustieto. Sahi, V. (2014) ”Koulumetsäopas - käsikirja koulujen ja päiväkotien lähimetsien käyttöön ja turvaamiseen”. Helsinki: Suomen luonnonsuojeluliitto. Schmidt, M. (2010) “The Watergy Concept towards a new Water Paradigm - Energy Performance of Green Roofs and Green Walls”, 15.-16. September 2010, WGRC London Green walls planting options and benefits. Saatavana: http://www.gebaeudekuehlung. de/en/publikation.html. Schmidt, M. (2009) “A New Water Paradigm for Urban Areas to Mitigate the Urban Heat Island Effect”. Fifth Urban Research Symposium 2009: ”Cities and Climate Change: Responding to an Urgent Agenda”. Marseille, France June 28-30, 2009. Scholz, M. (2014) “Rapid Assessment System Based on Ecosystem Services for Retrofitting of Sustainable Drainage Systems”. Environmental Technology, 35 (9-12), 1286-1295. Schueler, T. (1995) “Nitrate leaching potential from lawns and turfgrass”. Technical Note 56, Watershed Protection Technology 2: 276–278.

Morton, T. (2010) “Guest column: Queer Ecology”. Publications of the Modern Language Association 125: 1–19.

Shove, E., Walker, G. (2014) “What Is Energy For? Social Practice and Energy Demand”. Theory, Culture and Society. 31, 5, 41-58.

Donner, J. & Standertskjöld, E. (2015) ”Porraskiveltä puiden siimekseen - Suomalaisen puutarhataiteen ja arkkitehtuurin dialogeja”. Helsinki: Arkkitehtuurimuseo.

Peloton Innovation Camp 2012. Demos Helsinki, Sitra. http://www.sitra.fi/ uutiset/maaseutu/peloton-innovationcamp-tuo-kasvihuoneet-markettienkylkeen-viherkatot.

Streathfield, D. (2012) “Gender and the History of Landscape Architecture, 1875-1975”. In Mozingo L. & Jewell L. (eds) Women in landscape architecture: essays on history and practice.

Dokka, T., Mysen, M., Schild, P., ym. (2003). Bygningsintegrert ventilasjon - en veileder. Saatavana: http://www. skoleanlegg.utdanningsdirektoratet. no/asset/1850/1/1850_1.pdf

Pickett, S., Cadenasso, M., Grove J., ym. (2011) ”Urban ecological systems: Scientific foundations and a decade of progress”. Journal of Environmental Management 92: 331-362.

SHC Task 37 Advanced Housing Renovation with Solar & Conservation. Advances in Housing Retrofit. Processes, Concepts and Technologies, October 2011 (198pp). Saatavana:


http://task37.iea-shc.org/data/sites/1/ publications/Advances_in_Housing_ Retrofit.pdf. Trees and Design Action Group 2014. Trees in Hard Landscapes. A Guide for Delivery. Saatavana: http://www. tdag.org.uk/uploads/4/2/8/0/4280686/ tdag_trees-in-hard-landscapes_september_2014_colour.pdf; http://www. trees.org.uk/aa/documents/amenitydocs/2013_documents/wed_05_Bjorn_ Embren-The_Stockholm_Solution.pdf . Wiik, M. (2005) “Asukasryhmät ja elinympäristö. Selvitys väestöryhmistä ja asukastarpeista”. Suomen ympäristö 773. Ympäristöministeriö. Yhteisöllinen älykasvihuone –hanke 2015. Saatavana: http://www.oulu. fi/sites/default/files/content/SELVITYS%20Yhteis%C3%B6llinen%20 %C3%A4lykasvihuone.pdf . Kappale 5.2 CEN - European Committee for Standardization (2011) “EN 15643-2:2011. Sustainability of construction works. Framework for the assessment of environmental performance.” CEN - European Committee for Standardization (2014) “EN 16649:2014. Wood and wood-based products. Calculation of the biogenic carbon content of wood and conversion to carbon dioxide.” Davies, Z. ym. (2011) ”Mapping an urban ecosystem service: quantifying aboveground carbon storage at a city-wide scale”. Journal of Applied Ecology 48, 1125-1134. Espoon kaupunki (2015) ”Energiatieto”. Saatavana: http://energiatieto-2-0. herokuapp.com/# (Viitattu 10.08.2015). Ecoinvent center. The ecoinvent database V3.01. January 23 2014. Saatavana: http://ecoinvent.org/database Edmondson, J. ym. (2012) ”Organic carbon hidden in urban ecosystems”. Scientific Reports 2:963.

Edmondson, J. ym. (2013) ”Land-cover effects on soil organic carbon stocks in a European city”. Science of the Total Environment 472, 444-453. Energiateollisuus ym. (2010) “Haasteista mahdollisuuksia – sähkön ja kaukolämmön hiilineutraali visio 2050”. Saatavana: http://energia.fi/julkaisut/100 (viitattu 18.04.2015). Gu, C. ym. (2015) “The effects of household management practices on the global warming potential of urban lawns”. Journal of Environmental Management 151, pp. 233-242. Heinonen J. ym. (2012) ”Are the greenhouse gas implications of new residential developments understood wrongly?” Energies 12. Holopainen, R. ym. (2010) “Maalämmön ja –viilennyksen hyödyntäminen asuinkerrostalon lämmityksessä ja jäähdytyksessä” VTT:n Tiedotteita 2546. Saatavana: http://www.vtt.fi/inf/ pdf/tiedotteet/2010/T2546.pdf (viitattu 10.04.2015). IPCC (2014). “Summary for Policymakers”. Julkaisussa: Edenhofer ym. (toim.) Climate Change 2014. Mitigation of Climate Change. Contribution of Working Group III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge ja New York. Lagerblad, B. (2005), “Carbon dioxide uptake during concrete life cycle – State of the art”, CBI Report 2:2005. Stockholm. ISBN 91-976070-0-2. Nelson, D. ym. (2014). ”Moving to a Low-Carbon Economy: The Financial Impact of the Low-Carbon Transition.” Working papers of Climate Policy Initiative Energy Transition Series. Saatavana: http://newclimateeconomy. report/misc/working-papers/ (Viitattu 31.03.2015). Ontl, T. & Schulte, L. (2012) “Soil Carbon Storage”. Nature Education Knowledge 3(10):35.

Reinikainen, E., Loisa, L. & Tyni, A. (2015) “Lähes nollaenergiarakennuksen käsitteet, tavoitteet ja suuntaviivat kansallisella tasolla” Saatavana: www. finzeb.fi. [Viitattu 18.04.2015]. Seto K. ym. (2014) ”Human Settlements, Infrastructure and Spatial Planning.” Julkaisussa Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change. Contribution of Working Group III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge ja New York. Stern, N. (2006). ”The Economics of Climate Change.” HM Treasury, London. Takano, A., Hughes, M. & Winter, S. (2014) “A multidisciplinary approach to sustainable building material selection: A case study in a Finnish context”. Building and Environment 82: 526-535. Tóth, G., Jones, A. & Montanarella, L. (toim.) (2013) “LUCAS Topsoil Survey methodology, data and results”. European Commision, Joint Research Centre Technical Reports. Zianis, D. ym. (2005) ”Biomass and Stem Volume Equations for Tree Species in Europe”. Monographs 4. Suomen Metsätieteellinen Seura ja Metsäntutkimuslaitos.


90

Valokuva: Simon le Roux


6 Kustannustehokkuus

Tekij채t Jaakko Nisula Sudip Pal Arto Saari Atsushi Takano Matti Tauriainen

91


Luku 6

6.1 Rakennuksen elinkaarikustannukset Arto Saari Atsushi Takano

Taloudellinen tehokkuus ohittaa sidosryhmien silmissä monissa tapauksissa muut rakennukseen liittyvät seikat, esimerkiksi ympäristöllisen tehokkuuden. Kiinteistön elinkaaren aikaisten kustannusten laskeminen ja arviointi on siten tärkeä osa elinkaariarviota (König ym. 2010). Elinkaaren kustannusarviointi (LCCA, life cycle cost analysis) määritellään ISO 15686-5 -standardissa (2008) kokonaisten rakennusten, järjestelmien ja/tai rakennuskomponenttien kustannuslaskenta- ja arviointimenetelmäksi koskien rakennuksen koko elinkaarta tai sen tiettyä osaa. Menetelmää voidaan hyödyntää tehtäessä rakennusinvestointiprojekteja koskevia päätöksiä. Analyysi voidaan toteuttaa laajempana tai suppeampana käyttötarkoituksesta riippuen. Suppeampi analyysi (elinkaarikustannus, LCC, Life cycle cost) sisältää ainoastaan kulutuksen, kun taas laajempi näkemys (kokonaiskustannus, WLC, whole-life cost) huomioi myös taloudellisen hyödyn (esim. vuokratulot sekä tuotot aurinkosähkön syöttämisestä julkiseen verkkoon) (kuva 1).

Kussakin analyysilaajuudessa huomioitavat kululuokat näkyvät kuvassa 1. Rakennuskustannukset vaihtelevat aiheutuen useista tekijoistä mm. tilaohjelma, rakentamisolosuhteet, rakennuksen muoto, rakennusmateriaalit, talotekniikkajärjestelmät ja alueelliset erityispiirteet sekä taloudellinen suhdannetilanne. Rakennuskustannukset muodostat merkittävimmän osa rakennuksen elinkaaren kustannuksista. Asuinrakennuksen käyttövaiheen ylläpitokustannukset muodostuvat mm. lämmityksestä ja sähkön kulutuksesta, vesi- ja jätevesimaksuista sekä huollosta ja kunnossapidosta. Ylläpitokustannuksiin voidaanb vaikuttaa jo rakennussuunnitteluvaiheessa tehtävillä valinnoilla. Toki se, miten rakennusta sitten käytännössä käutetään ja ylläpidetään vaikuttavat toteutuneisiin kustannuksiin. Tässä luvussa käsitellään tätä taustaa vasten townhouse-talon elinkaarikustannuksia neljästä näkökulmasta: maankäytön tehokkuus (tonttirakenteet), talon rakenne, rakennusmateriaalit sekä käyttöjärjestelmät, ja johtopäätöksiä tehdään niiden pohjalta.

Elinkaaren kokonaiskustannus

Rakentamisen ulkopuoliset kulut

Tuotto

Elinkaarikustannukset

Ulkoisten haittojen kulut

Rakentaminen

Käyttö

Ylläpito

Elinkaaren loppu

Kuva 1. ISO 15686-5 -standardin (2008) mukainen elinkaaren kustannusarviointi.

92


Valokuva: Caroline Moinel

93


Luku 6

6.2 Townhouse-talotyypin rakennuskustannukset: kolmen suunnitteluratkaisun taloudellisuuden analysointi Arto Saari Matti Tauriainen

Johdanto

Tässä osatutkimuksessa esitellään laskennallinen tutkimus townhouse-talotyypin rakennuskustannuksista. Osatutkimuksessa on analysoitu kolmen townhousesuunnitteluratkaisun taloudellisuus rakennuskustannuksilla mitaten. Kaupunkipientalolla eli townhousella tarkoitetaan kaksi- tai kolmikerroksista pientaloa, joka on kiinni viereisissä taloissa. Asunnoilla on oma pienehkö etutai takapihansa ja sisäänkäynti suoraan kadulta. Kaupunkipientalo on kohtuullisen helppo rakennuttaa itse tai toteuttaa ryhmärakentamisen periaatteella (Yhteinen Östersundom, julkinen tiedote, 2015). Tutkimusmenetelmä ja -aineisto

Osatutkimuksessa on analysoitu kolmen townhousesuunnitteluratkaisun rakennuskustannukset määrittämällä aluksi kullekin ratkaisulle tilojen mukainen tavoitehinta ja sen jälkeen laatimalla suunnitteluratkaisun mukainen rakennuskustannusarvio (rakennusosa-arvio). Sitten on kustannusarviota verrattu tavoitehintaan ja analysoitu, mistä syystä tavoite ja arvio poikkeavat toisistaan. Sekä tavoitehinta että kustannusarvio sisältävät kaikki Talo 2000 -nimikkeistön mukaiset rakennuskustannukset sisältäen myös arvonlisäveron (ALV 24 %). Tavoitehinnat ja rakennusosa-arviot on laskettu käyttäen Taku-ohjelmistoa (Haahtela-kehitys 2014). Kustannukset on esitetty pääkaupunkiseudun kustannustasossa toukokuussa 2015. Analysoiduista suunnitteluratkaisusta kaksi, ratkaisut A ja B, ovat Aalto-yliopiston arkkitehtuurin laitoksen asuntosuunnittelun studiokurssin oppilastöitä, ja ratkaisu C on puolestaan Helsingin kaupungin järjestämään Jätkäsaareen kohdistuvaan arkkitehtikilpailuun osallistunut ehdotus. C-ratkaisussa ehdotettu maanalainen autopaikoitus on tässä muutettu maanpäälliseksi paikoitukseksi. Laskelmat on laadittu siten, että kussakin ratkaisussa on viisi asuntolohkoa. Suunnitteluratkaisut A ja B ovat kolmikerroksisia, ratkaisu C on puolestaan nelikerroksinen. Ratkaisuissa A ja C on kussakin asuntolohkossa yksi asunto, mutta

94

ratkaisussa B on kaksi asuntoa siten, että ensimmäisessä kerroksessa on pienempi ja kahdessa seuraavassa isompi asunto. Ratkaisuissa on tilavaraukset hissille: A-ratkaisussa asunnon sisäistä hissiä varten, B-ratkaisussa hissivaraus ylemmän asunnon alimpaan kerrokseen saakka sekä C- ratkaisussa erillisessä porrashuoneessa siten, että hissi voisi palvella kutakin kerrosta erikseen. Laskelmissa on oletettu että kaikki asuntolohkot toteutetaan samaan aikaan esimerkiksi ryhmärakentamisena (A-r, B-r ja C-r). Ratkaisuille on lisäksi tehty erokustannuslaskelma siitä, mitä vaikuttaa rakennuskustannuksiin, jos vaatimuksena on, että kukin asuntolohko voidaan toteuttaa itsenäisesti (A-s, B-s ja C-s). Siinä tapauksessa vierekkäisten asuntolohkojen välille pitää rakentaa tuplaväliseinä. Tutkimustulokset

Taulukossa 1 on esitetty tutkimuksessa analysoidun kolmen suunnitteluratkaisun laajuus- ja kustannusanalyysit. Kaikilla kolmella ratkaisulla suunnitelmista mitattu bruttopinta-ala ylittää tavoitebruttoalan, ratkaisuilla B ja C reilusti, +9 % ja +13 %. Ratkaisun A parempi tehokkuus aiheutuu osin ohuemmasta puurakenteisesta ulkoseinärakenteesta. Ratkaisussa B on ulkoseinänä paksumpi tiili-villa-tiili, jonka yksikköhinta on myös korkeampi. Suunnitelmista mitatut rakennuskustannukset vaihtelivat ratkaisujen välillä 1900–2060 €/asm2. Jokaisella kolmella suunnitelmalla mitatut rakennuskustannukset ylittävät reilusti tavoitehinnan: A-ratkaisulla +270 €/asm2 (+15 %), B-ratkaisulla +160 €/asm2 (+8 %) ja C-ratkaisulla +140 €/asm2 (+ 8 %). Kustannusylitys aiheutuu (ks. taulukko 2): • erkkeristä ja autopaikan rakenteista (A, B) • suuresta ikkunapinta-alasta (B, C) • kapeasta rakennuksen yksikerroksisesta osasta (B) • vajaista kerroksista (C).


Konsepti

Asuntoja

Kerrosluku

Rakennuskulut

Kerrosala m2

Luku

Huoneala m2

EUR/huoneala m2 (ALV 24%)

Tavoite

Konsepti

Ero

%

Tavoite

Konsepti

Ero

%

Konsepti A-r

3

5

920

1095

1123

28

2,6

1790

2062

272

15,2

Konsepti B-r

3

10

1000

1182

1293

111

9,4

1968

2125

157

8,0

Konsepti C-r

4

5

1117,5

1263

1421

158

12,5

1767

1904

138

7,8

Taulukko 1. Townhouse-rakennusten kustannusanalyysi (hintataso: toukokuu 2015, pk-seutu).

Rakennusosa

Yksikkö

Viite Yksikköä/kem

Konsepti 2

Yksikköä/kem

Ero 2

Yksikköä/kem2

Merkittävän ylityksen aiheuttavat tekijät

Malli A Pohjalaatta

m2

0,333

0,425

-0,092

Kantavat seinät

m2

0,256

0,442

-0,186

1,000

0,598

0,402

0,587

0,785

-0,198

2

Välipohjat

m

Ulkoseinät

m2

Ikkunat

m

0,102

0,089

0,013

Ulko-ovet

m2

0,009

0,018

-0,009

Parvekkeet

m2

0,057

0,059

-0,002

Katto

m

2

0,333

0,425

-0,092

Räystäät

m

0,073

0,132

-0,059

Kate

m2

0,353

0,425

-0,072

Väliseinät

m2

0,454

0,430

0,024

Sisäovet

lkm

0,050

0,041

0,009

Pohjalaatta

m2

2

Erkkeri, autopaikan rakenteet

Erkkeri, autopaikan rakenteet

Erkkeri, autopaikan rakenteet

Malli B 0,333

0,449

-0,116

Kantavat seinät

m

2

0,316

0,405

-0,089

Välipohjat

m2

1,000

0,655

0,345

Ulkoseinät

m2

0,605

0,849

-0,244

Ikkunat

m

2

0,102

0,121

-0,019

Ulko-ovet

m2

0,013

0,034

-0,021

Parvekkeet

m2

0,047

0,017

0,030

Katto

m2

0,333

0,450

-0,117

Räystäät

m

0,074

0,151

-0,077

Kate

m2

0,349

0,450

-0,101

Väliseinät

m2

0,541

0,493

0,048

Sisäovet

lkm

0,059

0,063

-0,004

Pohjalaatta

m2

0,295

0,334

-0,039

Kantavat seinät

m2

0,172

0,423

-0,251

Välipohjat

m2

1,000

0,625

0,375

Ulkoseinät

m

2

0,573

0,908

-0,335

Kerroskoot vaihtelevat

Ikkunat

m2

0,125

0,190

-0,065

Suuri ikkuna-ala

Ulko-ovet

m

2

0,037

0,036

0,001

Parvekkeet

m2

0,239

0,213

0,026

Katto

m2

0,295

0,335

-0,040

Räystäät

m

0,062

0,094

-0,032

Kate

m2

0,356

0,433

-0,077

Väliseinät

m

0,598

0,477

0,121

Sisäovet

lkm

0,057

0,400

-0,343

Rakennuksen kapea yksikerroksinen osa, autopaikan rakenteet Suuri ikkuna-ala

Rakennuksen kapea yksikerroksinen osa, autopaikan rakenteet

Rakennuksen kapea yksikerroksinen osa, autopaikan rakenteet

Malli C

2

Kerroskoot vaihtelevat

Kerroskoot vaihtelevat

Taulukko 2. Rakennusosien suhteelliset määrät.

95


Luku 6

Konsepti

Asuntoja

Kerrosluku Luku

Huoneala m2

Rakennuskulut

Kerrosala m2

EUR/huoneala m2 (ALV 24%)

Tavoite

Konsepti

Ero

%

Tavoite

Konsepti

Ero

%

Konsepti A-s

3

5

920

1095

1181

86

7,9

1790

2161

371

20,7

Konsepti B-s

3

10

1000

1182

1401

219

18,5

1968

2258

290

14,7

Konsepti C-s

4

5

1117,5

1263

1493

230

18,2

1767

2013

246

13,9

Taulukko 3. Yksinkertaistettujen townhouse-rakennusten kustannusanalyysi (hintataso: toukokuu 2015, pk-seutu)

Suunnitteluratkaisuissa oletettiin että autopaikat toteutetaan maanpäällisinä. Tarkastellaan, mikä olisi maanalaisen pysäköinnin kustannus. Helsingin autopaikkatyöryhmän loppuraportin (2009) mukaan pysäköinti kellarissa maksaa 25 000 – 45 000 €/autopaikka, riippuen sijainnista, perustamistavasta ja maaperän ja kallion olosuhteista. Otetaan edellisen keskiarvo, muutetaan se toukokuun 2015 hintatasoon ja lisätään arvonlisävero (24 %). Näin saadaan autopaikan rakennuskustannukseksi 50 000 euroa, eli se nostaa rakennuskustannuksia A-ratkaisulla +270 €/asm2 (+13 %), B-ratkaisulla + 500 €/asm2 (+24 %) ja C-ratkaisulla +225 €/asm2 (+12%). Ratkaisuille on lisäksi tehty erokustannuslaskelma siitä, mitä vaikuttaa rakennuskustannuksiin, jos vaatimuksena on, että kukin asuntolohko voidaan toteuttaa itsenäisesti (taulukko 3). Siinä tapauksessa vierekkäisten asuntolohkojen välille pitää rakentaa tuplaväliseinä. Tällöin kaikkien kolmen ratkaisun tehokkuus heikkenisi edelleen. A suunnitelmista mitattu bruttoala ylittäisi tavoitteen 8 %:lla ja ratkaisun B ja C lähes 20 %. Nyt suunnitelmien mukaiset rakennuskustannukset ylittäisivät tavoitehinnan ratkaisulla A +370 €/asm2 (+21 %), ratkaisulla B +290 €/asm2 (+15 %) ja ratkaisulla C +250 €/asm2 (+14 %). Tutkimustulosten arviointi

Tutkimuksessa analysoitiin kolmen townhouse-suunnitteluratkaisun taloudellisuus rakennuskustannuksilla mitaten. Kyseiset suunnitelmat on laadittu opiskelijatöinä sekä arkkitehtikilpailun ehdotuksena. Yhtäkään suunnitelmista ei ole toteutettu. Tässä tutkimuksessa tehty kustannusanalyysi osoittikin, että suunnitelmat vaativat kehittämistä. Jokainen analysoidusta kolmesta suunnitelmasta oli erittäin kallis verrattuna tavoitehintatasoon. Suunnitelmien kalleus aiheutui pääosin polveilevasta, monimuotoisen rakennuksen massoittelusta vajaine kerroksineen, mikä johtaa suureen ulkoseinän ja yläpohjan alaan. Korkea rakennuskustannus suhteessa asuinpinta-alaan yhdistettynä townhouse -rakennuksille ominaiseen suureen asunnon kokoon tekee tutkituista asunnoista erittäin kalliita. Lisäksi yli 2-kerroksisissa asunnoissa asunnon sisäinen porras syö merkittävän osan asuinalasta ja heikentää muutenkin asunnon toimivuutta.

96

Talouden näkökulmasta townhouse-rakentamiseen voikin antaa suosituksena seuraavaa: • Vältetään korkeata townhouse-rakentamista. Se johtaa suuriin asuntoihin, tehottomaan tilan käyttöön ja kalliisiin vajaisiin kerroksiin. Yli 2-kerroksiset ratkaisut luovat myös paineita kalliin asunnon sisäisen hissin rakentamiseen tai vähintäänkin hissivarauksen tekemiseen. • Vältetään kapeita vajaita kerroksia ja rakennuksen rungon sisään vedettyjä arkadeja. Pyritään kompaktiin rakennuksen massoitteluun. • Suositaan kohtuullisen kokoisia ikkunoita. Lisäksi havaittiin, että kytkettyjen townhouse-asuntolohkojen yksilöllinen vaiheistus nostaa rakennuskustannuksia entisestään. Rationaalinen ratkaisu onkin toteuttaa townhouse-kohde ryhmärakentamishankkeena. Toinen ratkaisu on toteuttaa aluksi yhteisesti koko kohteen maanrakennustyöt, perustukset, alapohja ja asuntolohkojen väliset osastoivat seinät sekä sen jälkeen asunnot yksilöllisesti. Edellä luetellut kehittämisehdotukset alentavat paitsi rakennuskustannuksia myös tulevia kunnossapitokustannuksia ja rakennuksen lämmitysenergian tarvetta. Rakennuksen alle sijoittuva maanalainen pysäköinti on kallista. Sitä tulee välttää townhouse-alueilla. Johtopäätökset

Tässä tutkimuksessa analysoitiin kolmen, osin hypoteettisen townhouse-suunnitteluratkaisun taloudellisuus rakennuskustannuksilla mitattuna. Analyysi tuo selkeästi esille Suomen olosuhteisiin rakennettavan townhousetalotyypin kipupisteet. Niitä ovat: • Yli 2-kerroksisissa ratkaisuissa asunnonsisäisen portaan ja hissin vaatima ala • Polveileva rakennuksen massoittelu ja vajaat kerrokset • Vaiheittaisen rakentamisen tuomat ongelmat. Rakennustyypin suunnitteluratkaisut ja rakennejärjestelmät vaativat jatkokehittämistä todellisessa rakentamiskohteessa.


97

Valokuva: Simon le Roux


Luku 6

6.3 Talotekniikan käyttökulut Sudip Pal

EU:n jäsenvaltiot ovat sopineet EU-direktiivissä 2010/31/ EU (2010), että vuoden 2020 loppuun mennessä kaikkien uusien rakennusten on oltava lähes nollaenergiataloja (nZEB), eli niiden on oltava energiatehokkaita ja merkittävä osa energiatarpeesta on täytettävä rakennuksen omien, uusiutuvien lähteiden avulla. Kuten Nair ym. (2010) mainitsevat, käyttäjät saattavat jättää ympäristöystävälliset tuotteet ostamatta kustannusten takia. EU-komission asetuksessa No. 244/2012 (Euroopan komissio 2012) puhutaan myös rakennusten 20 vuoden tarkastelujaksosta. Rakennusten omistajat ja sijoittajat keskittyvät päätöksenteossaan kuitenkin pelkkiin investointikustannuksiin ja unohtavat siten myöhemmät käyttö- ja vaihtokustannukset. Näin toimimalla heiltä jää puuttumaan kokonaisvaltainen näkemys rakennuksen todellisista kustannuksista. Virhe voidaan välttää ottamalla kustannuslaskelmissa huomioon elinkaaren näkökulma. Lähes nollaenergiatalon konseptin onnistunut soveltaminen uusiin townhouse-taloihin edellyttääkin kustannuslaskelman tekemistä koko elinkaarelle. Taulukossa 1 esitetään alustava arvio referenssirakennuksen suunnitteluparametreistä sekä siihen liittyvistä investointikustannuksista.

taso 2,74 % (Tilastokeskus 2013). Laskelmassa oletettiin sähkölle ja kaukolämmölle hinnat 12,08 c/kWh ja 8,20 c/ kWh (Tilastokeskus 2013, 2014). Kustannuslaskelman tulokset näkyvät taulukossa 2.

Kuvaus Rakennuksen vaippa

Tutkitun townhouse-talon energiantarve esitetään kuvassa 1 toimitetun energian määränä per lämmitettävän alan yksikkö. Tämä koostuu sisätilalämmityksen, ilmanvaihdon, lämpimän kotitalousveden (DHW), jäähdytyksen, valaistuksen ja laitteiden vaatimasta energiasta. Oletuksena on, että lämpö tulee kaukolämpöjärjestelmästä eikä käytössä ole mitään uusiutuvia energiamuotoja. Lämmitykselle ja sähköhuollolle laskettiin energiantarpeen perusteella elinkaarikustannukset sekä otettiin huomioon reaalikorko 3 % (Euroopan komissio 2012), 20 vuoden käyttöikä (Euroopan komissio 2013), kaukolämmön indeksitaso 1,78 % sekä sähkön indeksi-

98

64.74 €/m3

2. Katon eriste (puhallusvilla)

37.36 €/m

3. Lattiaeriste (polyuretaani)

114.99 €/m3

12

4. Ikkuna (U = 1 W/m2K)

235.76 €/m2

12

12

3 12

1. Kaukolämpö + vesipatteri

50.5 kWp+ 1050 €

2. Pellettikattila + vesipatteri

85 000; 100 000; 130 000 3

100 < Φ < 200; 200 <Φ < 350; 350 < Φ < 600 Φ = lämpökapasiteetti

1

3. Maalämpöpumppu + vesikiertoinen lattialämmitys 4 34.11 €/m

Poraus (BD) Putkitus (PP) Pumppulaitteisto (EQ) 4. Micro-CHP + Stirling-moottorilla toimiva vesipatteri Sähköteho: 35 KW, Lämpöteho: 145 KW

(1)

jossa ae ja ad ovat inflaation f vaikutuksen sekä sähkön ja kaukolämpöhintojen indeksisidonnaisuuden huomioivia hinnanalennustekijöitä, Ce on sähköenergian kustannus (€/kWh) ja Cd kaukolämmön kustannus (€/kWh), Ee on sähköenergian kulutus (kWh/a) ja Ed kaukolämmön kulutus (kWh/a).

1. Ulkoseinän eriste (mineraalivilla)

Lämmitysjärjestelmät

Käyttöenergia sisältää vuositason lämmitys- ja sähkökustannukset laskettuna nykypäivän tasolle käyttäen kaavaa: OC=ae Ce Ee+ ad Cd Ed

Kulut

15.3 €/m2 331.5 €/kW

8111 €/KW

5

428 €/m2

6

Aurinkojärjestelmät 1. Fortumin aurinkopaneeli 2. Aurinkokeräin

380 A + 3200 1

1

Hamdy ym. 2013. 2 Isover Saint-Gobain 2014. 3 Janfire Company.

4

Haahtela & Kiiras 2013. 5 Wood & Rowley 2011. 6 Fortum.

Taulukko 1. Referenssisuunnitteluparametrit ja niiden kustannukset

Kuvaus

Kulut

Vuotuiset lämmityskulut

9.8 €/ m2a

Elinkaaren lämmityskulut

174.3 €/m2

Vuotuiset sähkökulut

4.4 €/m2a

Elinkaaren sähkökulut

85.8 €/m2

Taulukko 2. : Elinkaaren aikaiset energiakustannukset.


Valokuva: Caroline Moinel

7%

Tilojen lämmitys

26%

Käyttövesi

3.5%

85%

8% 25%

Ilmanvaihto Jäähdytys Valaistus Laitteet

Kaavio 1. Talon energiatoimitustarve vuositalolla (kWh/m2a).

99


Luku 6

6.4 Materiaalivalintaan liityvät elinkaarikustannukset Sudip Pal Atsushi Takano

Rakennuksen elinkaaren aikaisen energiatasapainon ohella myös materiaalivalinnan oletetaan olevan merkittävä tekijä rakennuksen elinkaaren kustannusarvioinnissa – onhan rakennus monimutkainen, eri materiaaleista koostuva järjestelmä. Tässä kappaleessa selvitetään rakennusmateriaalien valinnan merkitystä rakennuksen elinkaaren aikaiselle kustannukselle suomalaisessa käyttöyhteydessä. Kuinka kantavan rungon materiaalivalinta vaikuttaa?

Koska kantavan rungon materiaalien vaikutus on yleisesti näkyvämpi kuin muiden materiaalien (esim. eristysmateriaali, verhoilu) (Takano ym. 2014), townhouse-rakennusmallille tehtiin vertailututkimus (kappale 3.5) vaihtamalla kuutta runkomateriaalivaihtoehtoa kappaleen 3.3 mukaisesti: Puinen rankorakenne, ristikkäin laminoitu puulevy (CLT), teräsbetoni, höyrykarkaistu kevytbetoni (Siporex), tiili ja teräsrankorakenne. Arviointiolosuhteet ovat samat kuin kappaleen 3.5 runkomateriaalivaihtoehdoilla. Materiaalien ja rakentamisen alkukustannukset laskettiin referenssitietojen pohjalta (Palolahti ym. 2013, Lohela 2014, Taloon.com 2014). Näiden tietolähteiden yhdenmukaisuus varmistettiin vertailemalla samojen tuotteiden hintaa. Alku- ja käyttökustannusten suhteen tarkastelemiseksi sisätilalämmityksen kustannuksia laskettiin karkeasti energiasimulaation tulosten (kappale 3.5) sekä referenssien (Tilastokeskus 2013) perusteella rakennuksen 50 vuoden käyttöikään perustuen. Ylläpitokustannukset laskettiin käyttöiänodotteen sekä rakennuskomponenttien odotetun huoltovälin pohjalta (Takano ym. 2015, Ympäristäministeriö 2008). Kaikki huoltotoimet oletettiin tehtävän samoilla materiaaleilla ja samaan hintaan kuin alkuperäisen rakentamisen aikaan. Rakennuksen käyttöiän aikana ei oletettu tehtävän mitään korjaustöitä tai remontteja. Kuvassa 1 on yleiskatsaus townhouse-talomallin elinkaarikustannuksiin kantavan rungon eri vaihtoehdoilla. Kaikkiaan alkukustannusten (materiaali ja rakentaminen) osuus on 60–64 % ja käyttökustannusten (ylläpito ja ilmalämmitys) osuus 36–40 %, runkomateriaaleista riippuen. Valinnan vaikutus näkyy pääasiassa verrattujen materiaalien (kantava runko) materiaali- ja rakennuskustannuksissa. Materiaalikustannukset eivät muutu samassa suhteessa rakennuskustannusten kanssa: esimerkiksi LWT:n kohdalla materiaalikustannus oli

100

matalin, kun taas rakennuskustannus oli suurin. Näyttää kuitenkin siltä, että materiaalien näkökulmasta alkukustannuksia on pidettävä rakennuksen elinkaarikustannuksista merkittävimpinä. Tarkasteltaessa kantavan rungon valinnan vaikutuksia rakennuksen elinkaaren aikaiseen energiatasapainoon (kuva 2 kappaleessa 3.5) huomataan kuitenkin toisenlainen trendi. Ensinnäkin materiaalien välisten erojen suuruusluokka muuttuu, ja sitäkin merkittävämpänä asiana vaihtoehtojen välisten alkukustannusten vaihtelu on verrattain pientä verrattuna energiatasapainoon. Tämä tulos korostaa ympäristönäkökulmien merkitystä taloudellisiin seikkoihin verrattuna kestävässä rakentamisessa materiaalien näkökulmasta rakennuksen 50 vuoden käyttöiällä laskien (Takano ym. 2014). Vaikka tämä vertaileva tutkimus kattaakin vain materiaalivalintojen suurimpien kululuokkien kustannukset, olisi mielenkiintoista tarkastella myös materiaalien uudelleenkäytöstä/kierrättämisestä saatavia tuottoja rakennuksen elinkaaren päättyessä, mukaan lukien energian talteenoton potentiaali. Jos markkinoilla toimii materiaalien uudelleenkäyttö-/kierrätyspotentiaaliin liittyvä hyvitysjärjestelmä, se edistänee kierrätysjärjestelmää tehokkaasti. Vaihtoehtoja on myös saatavilla enemmän kuin koskaan aikaisemmin, koska järjestelmä on toiminut hyvin esim. autoteollisuudessa. Edistyneiden ikkunateknologioiden taloudellinen toteuttamiskelpoisuus elinkaarinäkökulmasta

Kuten edellisessä kappaleessa kävi ilmi, rakennusmateriaalivalinta vaikuttaa pääasiassa alkukustannuksiin, kun taas ikkunavalinta näyttäisi vaikuttavan myös käyttökustannuksiin. Perinteisten ikkunoiden lasitusominaisuudet ovat tyypillisesti huonot, mikä aiheuttaa talvisaikaan merkittävää lämpöhukkaa ja kesällä epätoivottua lämmönnousua. Rakennusten energiankulutuksen pienentämiseen tarvitaan näin ollen edistyneitä ikkunateknologioita. Tässä tutkimuksessa tarkastellaan edistyneiden ikkunoiden lisäinvestointikustannuksia (dIC) referenssiikkunoihin nähden, mutta vaihtoehtoisesta näkökulmasta ja ennustaen, että edistyneet ikkunat ovat loppukäyttäjille taloudellisesti toteuttamiskelpoinen vaihtoehto verrattuna markkinoiden nykyisiin huippuikkunoihin. Toisin sanoen tutkimuksessa pyritään osoittamaan edistyneiden ikkunoiden käytöstä saavutettavan elinkaaren


Teräsrankorakenne

Materiaalit Rakentaminen

Tiili

Ylläpito Lämmitys

Siporex

Teräsbetoni

CLT

Puinen rankorakenne

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

Cost € Kuva 1. Townhouse-mallin elinkaaren aikaisten kustannusten vertaileva arvio kantavan rungon kuudella materiaalivaihtoehdolla.

Tapaus Tapaus 2 Tapaus 3 Tapaus 4

Kuvaus

dIC (EUR/ikkunan m2)

Edistynyt itsepuhdistuva ikkuna

45

Edistynyt ikkuna, ei itsepuhdistuvuutta

-44

Aurinkopaneeli-ikkuna, itsepuhdistuva

89

Aurikopaneeli-ikkuna, ei itsepuhdistuvuutta

0

Tyhjiöikkuna, itsepuhdistuva

116

Tyhjiöikkuna, ei itsepuhdistuvuutta

27

Taulukko 1. Erotusinvestointikustannukset dIC edistyneille ikkunoille (tapaukset 2, 3 ja 4) sekä referenssi-ikkunalle (tapaus 1).

mittaan säästöä verrattuna parhaisiin kaupallisesti saatavilla oleviin ikkunoihin, johtuen paremmasta energiatehokkuudesta ja pienemmistä ylläpitokustannuksista. Vertailua tehtiin erilaisilla edistyneillä ikkunoilla: älyikkunalla (tapaus 2), aurinkopaneeli-ikkunalla (tapaus 2) ja tyhjiöikkunalla (tapaus 3) sekä itsepuhdistumisominaisuuden suhteen. Näitä verrattiin ominaisuuksiltaan erinomaiseen nykyikkunaan (referenssi-ikkuna – tapaus 1) energiatehokkuuden ja elinkaarikustannusten osalta Suomessa sijaitsevassa konseptiasuintalossa eli townhouse-talossa. Taulukossa 1 on laskennallisen tutkimuksen ennuste dIC-arvoista. Taulukossa 1 esitettyjen dIC-tulosten pohjalta voidaan päätellä, että taloudellinen toteuttamiskelpoisuus täyttyy, mikäli loppukäyttäjät maksavat tyhjiöikkunasta 116 €/ ikkuna-m2, aurinkopaneeli-ikkunasta 89€/-ikkuna-m2 ja itsestään puhdistuvasta älyikkunasta 45 €/ikkuna-m2 referenssi-ikkunan nykyistä hankintahintaa enemmän. Tämä hankintavaiheen lisäkustannus on johdettu käyttöja ylläpitokustannusten yhteissäästöistä. Ilman itsepuh-

distumisominaisuutta dIC-arvot ovat tyhjiö-ikkunalle 27 €/ikkuna-m2, aurinkosähköikkunalle 0€/ikkuna-m2 ja älyikkunalle -44 €/-ikkuna-m2. Negatiivinen dIC-arvo viittaa siihen, etteivät älyikkunat ole energiasäästöjen näkökulmasta taloudellisesti järkeviä kylmässä ilmastossa. Aurinkosähköikkunoista ei voida maksaa ylimääräistä hankintahintaa (U-arvo on 1,1 W/m2K), kun halutaan hankinnan pysyvän loppukäyttäjille kannattavana. Yhteenvetona voidaan todeta, että ollakseen koko elinkaarensa aikana kustannustehokkaita, voi edistyneen ikkunan hankintahinta olla korkeintaan 116 €/m2 normaalia ikkunaa suurempi.

101


Luku 6

6.5 Aluetehokkuuden kustannusvaikutukset Jaakko Nisula Arto Saari

Johdanto

Tässä osatutkimuksessa esitellään laskennallinen tutkimus asuinalueiden maankäytön tehokkuudesta ja infrastuktuurin kustannuksista. Tutkimusta varten on laadittu vaihtoehtoiset suunnitelmat teoreettiselle asuinalueelle. Niille laskettiin tontti- (et) ja aluetehokkuusluvut (ea) sekä asuinalueen infrakustannukset. Näihin kustannuksiin sisällytettiin asuinalueen katujen ja viheralueiden rakennuskustannukset sekä katujen talvihoito. Lisäksi tarkasteltiin mahdollista kerrostaloalueen kellaripysäköinnin kustannusvaikutusta ja maapohjan esirakentamisen kustannuksia. Tarkastelussa pyritään selvittämään townhouse-alueen aluetehokkuus verrattuna pientaloihin ja kerrostaloihin. Lisäksi tutkitaan, miten talotyyppi, kellaripysäköinti ja maapohjan esirakentaminen vaikuttavat infrakustannuksiin asuinalueilla. Tutkimusmenetelmä ja -aineisto

Tässä osatutkimuksessa laadittiin teoreettiselle asuinalueelle vaihtoehtoisia suunnitelmia, jotka sisältävät joko omakotitaloja, kerrostaloja tai townhouse-taloja. Työn laskennallinen osuus toteutettiin laskemalla teoreettisen asuinalueen vaihtoehtoisille suunnitelmille tonttitehokkuusluku ja aluetehokkuusluku sekä määritettiin laskennallisesti suunnitelmien mukaisten alueiden infrakustannukset. Tutkimuksessa ei tarkastella asuinrakennusten kustannuksia, ne on rajattu kokonaan tutkimuksen ulkopuolelle. Teoreettinen asuinalue on kooltaan 91,25 m x 91,25 m, eli sen pinta-ala on siten 8 325 m2. Alueeseen kuuluvat tonttimaa, katualueet ja viheralueet. Katualueet on tässä tutkimuksessa mitoitettu Helsingin kaupungin katutilan mitoitusohjeen mukaisesti. Suunnitelmat on laadittu siten, että alueita voidaan vapaasti yhdistellä ja muodostaa teoreettisia laajempia asuinalueita. Suunnitelmien mitoitusperusteena on käytetty i Helsingin Östersundomin alueen yleiskaavaluonnoksen ohjearvoja (Helsingin kaupunkisuunnitteluvirasto 2014, s. 51–52). Teoreettiselle asuinalueelle on laadittu suunnitelmat pientalo-, townhouse- ja kerrostaloalueina. Kerrosluvut rajattiin siten, että pientalot ovat kaksikerroksisia, ker-

102

rostalot ovat viisikerroksisia ja townhouset 1,5–3,5-kerroksisia. Tässä tutkimuksessa suunniteltiin kolme townhousetyyppiä: AI, AII ja B. Kaikkien townhousetonttien pituus on 23,5 metriä. AI ja AII tonttien leveys on 7 metriä ja B tontin 10,6 metriä. Townhousejen kerrosluku vaihtelee 1,5–3,5 välillä. Kuvassa 1 on esitetty kerrosluku kolmeen kerrokseen asti mutta laskelmissa kerroslukua on jatkettu aina 3,5-kerrokseen. Teoreettinen yhdistelmätownhousealue (THA) muodostuu kolmesta townhousetyypistä. Asuntotiheys alueella on 20 – 40 asuntoa / ha, joka vastaa Östersundomin kaupunkipientaloalueelle kaavailtua asuntotiheyttä. Asumisväljyytenä voidaan käyttää samaa kuin pientaloalueella, 79 kem2/asukas. Alueella on kerrosalaa yhteensä 5 870 kem2 jonka perusteella alueella voi asua noin 74 asukasta. Asuinalaa alueella on yhteensä 5 048 asm2. Asukastiheys yhdistelmätownhousealueella on 93 as/ha. Teoreettisen yhdistelmätownhousealueen lisäksi laskelmissa on laskettu yhdistelmätownhousealuetta sillä erolla, että alueella on käytetty vain yhtä townhousetyyppiä. Näin on saatu muodostettua 15 vertailualuetta laskelmiin, kun kerrosluku vaihtelee koko alueella 1,5–3,5 välillä (kuva 2). Teoreettinen pientalo on suunniteltu sopimaan pienille kaupunkitonteille. Suunnittelun mallina on käytetty 2-kerroksista Helsinki-pientaloa, joka on Helsingin rakennusvalvontaviraston ja kaupunkisuunnitteluviraston sekä teollisten talovalmistajien yhteistyössä suunnittelema talotyyppi pienille kaupungin tonteille (Helsingin kaupunkisuunnitteluvirasto 2009, s. 1-4). Teoreettinen kerrostalotontti muodostuu kerrostalosta, autopaikoista ja muusta piha-alueesta kuten tontin ajotiestä ja viheralueesta. Kerrostalotontin pinta-ala on 1 100 m2 ja kerrostalon bruttoala 1 125 brm2 sekä asuinala on 751 asm2. Kerrostalo on viisikerroksinen. Autopaikoitus ja se on mahdollista sijoittaa maan päälle tai rakennuksen kellariin. Autopaikoituksen tarve on 1ap / 90 kem2.


TYYPPI B

15 m² 9500

8500

takapiha

24 m²

takapiha

1500

1500

polku

polku

TYYPPI A

7000

12000

12000

rakennus

5500

4000

rakennus

I 1/2 - III

5500

5500

pihakatu

pihakatu

2000

2000 2000

etupiha

etupiha

3000

22 m²

Kuva 1. Teoreettiset townhouse-tontit. Kaaviot: Tina Ullrich.

VIHERALUE

TOWNHOUSE

ALUE 8325 m² TONTIIMAATA KADUT Kuva 2. Vaihtoehtoiset teoreettiset townhouse-alueet. VIHERALUEET

5050 m² 2450 m² 825 m²

60 % 30 % 10 %

103


Luku 6

Tutkimustulokset

Asuinalueen maankäytön tehokkuus Taulukossa 1 on esitetty teoreettiselle alueelle suunniteltujen tonttien tonttitehokkuusluvut ja aluetehokkuusluvut. Pientalon tonttitehokkuusluku on et=0,25 ja kerrostalon et=1,02. Townhousejen tonttitehokkuusluku vaihtelee laajasti et=0,5-1,78 välillä kerrosluvun ja tyypin mukaan. Tutkituista vaihtoehdoista korkein tonttitehokkuusluku saavutetaan 3,5-kerroksisella townhouse AII-tyypillä ja alhaisin tehokkuus pientalolla. Tutkimuksessa suunnitelluilla A-tyypin townhouseilla saavutetaan 2,5-kerroksisena korkeampi tonttitehokkuusluku kuin tutkimuksen 5-kerroksisella kerrostalolla. Taulukossa 1 on esitetty myös teoreettisen asuinalueen vaihtoehtoisten suunnitelmien aluetehokkuusluvut. Pientaloalueen aluetehokkuusluku on ea=0,15 ja kerrostaloalueen ea=0,68. Townhousealueiden aluetehokkuusluvut vaihtelevat laajasti, ea=0,32–1,06 välillä. Yhdistelmätownhouse-alueen (THA), joka sisältää kolmea eri townhousetyyppiä, aluetehokkuusluku on, ea=0,71. Taulukosta nähdään että tehokkain vaihtoehto on 3,5-kerroksinen townhouse AII-tyyppi, ea=1,06 ja tehottomin vaihtoehto on pientalo. Kun townhouse A-tyypin kerrosluku nousee 2,5 kerrokseen, päästään yhtä tehokkaaseen tai tehokkaampaan aluetehokkuuslukuun kuin kerrostaloalueella. Myös yhdistelmätownhousealueella (THA) päästään korkeampaan aluetehokkuuslukuun kuin kerrostaloalueella. Asuinalueen infran kustannukset Tässä tutkimuksessa arvioitiin teoreettisten asuinalueiden infrakustannuksiin sisältyvät katujen ja viheralueiden rakennuskustannukset sekä katujen talvikunnossapidon kustannukset. Lisäksi tarkasteltiin kerrostaloalueen kellaripysäköinnin lisäkustannuksia sekä maapohjan esirakentamisen kustannuksia. Katualueet sisältävät ajoväylät, jalkakäytävät, pysäköintipaikoituksen ja kunnallistekniikan, joka muodostuu vesihuolto-, lämmönjohto-, sähkö- ja tietoliikenneverkoista. Infrakustannuksista katu- ja viheralueiden rakennuskustannukset on laskettu Fore-kustannusten lastentaohjelman (Rapal Oy) hankeosalaskentamenetelmällä. Katujen talvikunnossapidon kustannukset on saatu Helsingin kaupungin rakennusviraston julkaisusta ”Katujen ylläpitokustannuksia lisäävät suunnitteluratkaisut” (Kolehmainen 2010, s. 46). Kaikki kustannukset esitetään vuoden 2014 toukokuun hintatasossa. Teoreettiselle asuinalueelle laadittujen vaihtoehtoisten suunnitelmien katu- ja viheralueiden rakennuskustannukset vaihtelevat 100 € - 650 € välillä (kuva 5). Kerrostaloalueella tehokkaan maankäytön saavuttamiseksi pysäköinti on sijoitettava tavallisesti kellariin, luolaan, pihakannen alle tai pysäköintilaitokseen. Tässä tutkimuksessa on selvitetty lisäkustannus, jotka syntyvät

104

autopaikkojen sijoittamisesta rakennuksen kellaritilaan kerrostaloalueella. Helsingin autopaikkatyöryhmän loppuraportin (2009) mukaan pysäköinti kellarissa maksaa 25 000 – 45 000 €/autopaikka, riippuen sijainnista, perustamistavasta ja maaperän ja kallion olosuhteista. Vuoden 2014 hintatasoon muutettuna se on 28 000 – 51 000 €/ autopaikka (ALV 0%). Näihin kustannuksiin lisätään vielä arvonlisävero (24 %). Tämän tutkimuksen teoreettisen asuinalueen kerrostalovaihtoehdossa ei tarvita kellaripysäköintiä, koska autopaikat mahtuvat tonttien pihoille. Teoreettisella kerrostalotontilla on 17 autopaikkaa, joten teoreettisella kerrostaloasuinalueella on yhteensä 85 autopaikkaa. Jos autopaikkojen tarve ylittää tämän määrän, on tarvittavat lisäautopaikat sijoitettava rakennusten kellareihin. Tutkimuksessa tehtiin teoreettinen tarkastelu kerrostaloalueella jossa kerrosluku on 10. Silloin autopaikkojen kokonaistarve teoreettisella kerrostaloasuinalueella olisi 135. Näin ollen 40 autopaikkaa pitäisi sijoittaa kellarikerroksiin. Kellaripysäköinnin kustannuslisä olisi silloin 190 €/asm2. Talvihoito on merkittävin katujen ylläpidon toimista. Vuonna 2009 ajoratojen talvihoitokustannukset olivat Helsingin Rakennusviraston mukaan keskusta-alueella 1,16 €/m2 ja jalkakäytävien 3,52 €/m2 (Kolehmainen 2010, s. 46). Nämä kustannukset on laskelmissa muutettu vuoden 2014 hintatasoon käyttämällä maarakennuskustannusindeksiä (MAKU). Indeksikorjatut katujen talvikunnossapidon kustannukset ovat ajoradoille 1,31 €/m2 ja jalkakäytäville 3,97 €/m2. Näihin yksikköhintoihin on vielä laskelmissa lisätty arvonlisävero (24 %). Talvikunnossapidon tarkasteluajanjakso on 40 vuotta ja pääoman reaalikorko 3 %. Esirakentamiskustannukset voivat merkittävästi nostaa alueen rakennuskustannuksia. Kustannukset riippuvat paljon maapohjan laadusta ja valittavasta esirakentamismenetelmästä. Tavanomaisesti Helsingin alueella maapohja joudutaan esirakentamaan ennen kuin sen päälle voidaan rakentaa. Tässä tutkimuksessa perustamisolosuhteiden vaikutusta alueen kustannuksiin on tutkittu laskemalla alueiden esirakentamiskustannukset. Esirakentamisen kustannuksiin vaikuttaa merkittävästi maapohjalaatu ja rakennekerrosten syvyys, aikataulu, kuljetusmatkat ja ekologisuus. Esirakentamisen kustannukset määräytyvät edellä mainittujen tekijöiden perusteella. Tässä tutkimuksessa on käytetty keskimääräisiä arvioita painopenkereen kustannuksille Helsingin alueella. Kustannusarvio on saatu Helsingin kaupungin geotekniseltä osastolta. Esikuormituspenkereen kokonaiskustannus on 30 €/ maa-m2 johon on laskelmissa lisätty vielä arvonlisävero (24 %). Kustannukseen vaikuttaa oleellisesti penkereen maa-aineksen laatu ja määrä. Joissain tapauksissa on mahdollista saada penkereen maa-aines rakennusalueelta jolloin tämän esirakentamismenetelmän kustannus voi olla jopa negatiivinen. Penkereen maa-aines valitaan sen mukaan miten esirakentamisen jälkeen on tarkoitus rakentaa. Mikäli halutaan, että esikuormituspenger toimii tulevan alueen rakennekerroksena, tulee valita hyvälaatuista maa-ainesta. Jos penger on


Kuva 3. Teoreettinen pientaloalue.

P

KATU

KATU

P

P

P

VIHERALUE

Kuva 4. Teoreettinen kerrostaloalue.

105


Luku 6

tarkoitus kaapia pois tulevaisuudessa, voidaan käyttää huonolaatuisempaa maa-ainesta. Tällä on merkittävä vaikutus esikuormituspenkereen kustannuksiin, koska parempilaatuinen maa-aines maksaa enemmän. Esikuormituspenkereen kustannukset kaaviossa 1. Teoreettisilla asuinalueilla esikuormituspenkereen kustannukset asuinneliötä kohden vaihtelevat erittäin laajasti välillä 40 € - 290 € välillä. Kuvaajista huomataan, että esikuormituspenkereen kustannukset ovat merkittävät kaikilla asuinalueilla verrattuna muihin katualueen elinkaarikustannuksiin ja viheralueen rakennuskustannuksiin. Tutkimustulosten arviointi

Yhteenvetona tonttien ja asuinalueiden tehokkuusluvuista voidaan todeta että tässä tutkimuksessa townhouse-alue oli maankäytöllisesti tehokas talotyyppi. Townhouse-alueen tehokkuuteen vaikuttaa ensisijaisesti kerrosluku, mutta myös townhouse-tyyppi. Tehokkain townhouse-tyyppi oli AII, jossa autopaikka on sijoitettu rakennuksen etupihalle. Tuloksista huomataan, että townhousealueilla tonttitehokkuus ei suoraan siirry yhtä tehokkaaseen aluetehokkuuteen, townhouse-alueen suuremman katualan takia. Esimerkiksi kaksikerroksisen AII-tyypin tonttitehokkuusluku on yhtä suuri kuin viisikerroksisen kerrostalon, mutta kerrosluvun on oltava vähintään 2,5, jotta päästään suurempaan aluetehokkuuslukuun kuin kerrostaloalueella. Joka tapauksessa townhouset ovat niin tontti- kuin aluetehokkuudeltaan hyviä. Kaksikerroksinen townhouse on 2-3 kertaa tehokkaampi talotyyppi kuin kaksikerroksinen pientalo. Asuinalueen infrakustannukset sisälsivät tässä tutkimuksessa katualueen elinkaarikustannukset, viheralueen rakennuskustannukset, kerrostaloalueen kellaripysäköinnin rakennuskustannukset ja maapohjan esirakentamisen kustannukset. Kerrostaloalueella tehokkaan maankäytön saavuttamiseksi pysäköinti on sijoitettava kellariin, luolaan, pihakannen alle tai pysäköintilaitokseen. Kirjallisuusselvityksen mukaan maatasopysäköinnin maksimitehokkuus saavutetaan usein jo 0,7-0,8 tonttitehokkuudella ja sen jälkeen tontti ei enää riitä tarvittaviin autopaikkoihin. Tässä tutkimuksessa kerrostaloalueen tonttitehokkuusluku oli 1,02, mutta autopaikat mahtuivat laskelmassa tontille. Kellaripysäköinnin rakennuskustannukset autopaikkaa kohden kerrostaloalueella olivat suuret, verrattuna katualueen elinkaarikustannuksiin ja viheralueen rakennuskustannuksiin. Vaikka tässä tutkimuksessa autopaikat mahtuivat kerrostaloalueen tonteille, kerrosluvun kasvaessa autopaikkoja joudutaan sijoittamaan rakennusten kellariin tai muuhun erilliseen pysäköintitilaan. Kellaripysäköinnin kustannuslisä asuinneliötä kohden on suurempi kuin kerrostaloalueen katualueen elinkaarikustannukset ja viheralueen rakennuskustannukset. Yhteenvetona asuinalueiden infrakustannuksista voidaan todeta, että keskimäärin yli 2,5-kerroksiset townhousealueet ovat kustannustehokkaampia kuin 5-kerroksinen kerrostaloalue, kun tarkastellaan alueen

106

infrakustannuksia asuinneliöitä kohden. Kalleimmat infrakustannukset asuinneliötä kohden oli pientaloalueella. Johtopäätökset

Tämän tutkimuksen perusteella voidaan todeta, että townhouse on maankäytöllisesti tehokas talotyyppi verrattuna pientaloihin. Townhouse-alue, jonka kerrosluku on vähintään 2,5, oli keskimäärin maankäytöllisesti yhtä tehokas tai tehokkaampi kuin 5-kerroksinen kerrostaloalue. Townhouse-alueet olivat myös infrakustannusten perusteella taloudellinen talotyyppi. Katualueiden elinkaarikustannukset olivat townhousealueilla suurimmat, mutta asuinneliötä kohden kustannukset olivat yli 2-kerroksisilla townhouse-alueilla pienimmät. Myös viheralueen kustannukset asuinneliötä kohden olivat matalimmat yli 2-kerroksisilla townhouse-alueilla. Mikäli joudutaan maanalaiseen pysäköintiratkaisuun ovat siitä aiheutuvat lisäkustannukset korkeita. Kerrostaloalueella kellaripysäköinnin kustannukset ylittävät keskimäärin alueen katualueen ja viheralueen rakennuskustannukset. Samoin asuinalueen maapohjan esirakentaminen on kallista. Tässä tutkimuksessa nousseiden kysymysten ja ongelmien osalta olisi aiheesta suositeltavaa tehdä jatkotutkimusta. Tässä tutkimuksessa esitetyiltä teoreettisilta asuinalueilta puuttuu välttämättömiä asuinalueiden toimintoja, kuten vähittäistavarakaupat, koulut, työpaikat ja julkisen liikenteen pysäkit ja asemat, olisi nämä otettava huomioon mahdollisissa jatkotutkimuksissa. Miten nämä toiminnot ja niille varattavat alueet vaikuttavat asuinalueiden aluetehokkuuslukuihin? Miten ne sijoitettaisiin eri talotyypeistä muodostettuihin asuinalueisiin? Suositeltavaa olisi myös kokeilla tämän tutkimuksen tuloksia kaavoitettavilla asuinalueilla, esimerkiksi Östersundomissa.


Kerrosluku

Tonttitehokkuus

Pientalo

Townhouse, tyyppi A I

Townhouse, tyyppi A II

Townhouse, tyyppi B

Townhouse-alue

Aluetehokkuus

2

0,25

0,15

1,5

0,63

0,37

2

0,88

0,53

2,5

1,14

0,68

3

1,39

0,83

3,5

1,65

0,98

1,5

0,76

0,45

2

1,02

0,61

2,5

1,27

0,76

3

1,53

0,91

3,5

1,78

1,06

1,5

0,50

0,32

2

0,67

0,42

2,5

0,84

0,53

3

1,01

0,64 0,74

3,5

1,18

2,5-3

-

0,71

5

1,02

0,68

Kerrostalo

Taulukko 1. Teoreettisten asuinalueiden tontti- ja aluetehokkuusluvut.

€/asm2 1100€

Esikuormituspenkereen kustannukset

1000€

Katualueen talvikunnossapidon kustannukset

900€ 800€

Viheralueen rakennuskustannukset

700€

Katualueen rakennuskustannukset

600€ 500€ 400€ 300€ 200€ 100€ 0€ 2 Pientalo

1,5

2

2,5

3

3,5

Townhouse tyyppi A I

1,5

2

2,5

3

3,5

Townhouse tyyppi A II

1,5

2

2,5

3

Townhouse tyyppi B

3,5 2,5-3 THA

5

kerrosta

Kerrostalo

Kuva 5. Teoreettisten asuinalueiden katualueiden elinkaarikustannukset, viheralueiden rakennus-kustannukset ja esikuormituspenkereen kustannukset (€/asm2). Katu- ja viheralueiden rakennuskustannukset sisältävät hanketehtävien kustannukset (36 %) ja arvonlisäveron (24 %).

107


Luku 6

6.6 Johtopäätökset Atsushi Takano

Tässä luvussa käsiteltiin townhouse-talojen ja -alueiden kustannuksia neljästä näkökulmasta: maankäytön tehokkuus (tonttirakenteet), talon rakenne, rakennusmateriaalit ja käyttöjärjestelmät. Keskeisimmät seikat olivat seuraavat: • Asuinrakennuksen rakentamisen alkukustannukset näyttävät muodostavan noin 60 % ja käyttökustannukset noin 40 % elinkaaren kokonaiskustannuksista laskettuna rakennuksen 50 vuoden käyttöiälle. • Optimoitaessa materiaalivalintoja kustannusten näkökulmasta kantavan rungon materiaali nousee merkitykseltään suurimmaksi. Materiaalikustannukset eivät ole suorassa suhteessa rakennuskustannuksiin. • Rakennusmateriaalivalinta vaikuttaa pääasiassa alkukustannuksiin, kun taas ikkunavalinta vaikuttaa merkittävästi myös käyttökustannuksiin. • Townhouse-talojen rakennuskustannuksia voidaan pienentää rakentamalla koko talorivistö kerralla osissa toteuttamisen sijaan. Kustannuksia voidaan pienentää myös välttämättä korkeita, kaksikerroksisia avoimia tiloja sekä geometristä monimutkaisuutta. Townhousetalot vaativat jatkokehittelyä, jotta niiden rakentamisesta tulee kustannustehokasta. • Townhouse-alueilla on mahdollista saavuttaa selvästi parempi aluetehokkuus kuin omakotitalo.. • Infrastruktuurikustannuksia vertailtaessa yli 2,5-kerroksisista rakennuksista koostuvat townhouse-alueet ovat kustannustehokkaampia kuin viisikerroksisista kerrostaloista koostuvat alueet tai omakotialueet. Sama koskee myös viheraluekustannuksia: yli kaksikerroksisia taloja sisältävät townhouse-alueet ovat kaikkein kustannustehokkaimpia.

108


LÄHTEET

Kappale 6.1 Alanne, K., Saari, A. & Salo, A. (2007) ”Comparative analysis of the life-cycle costs of residential energy supply technologies”. Nordic Journal of Surveying and Real Estate Research 4(6): 23-44. ISO 15686-5: 2008 Buildings and Constructed assets – Service life planning – Part 5: Life-cycle costing. König, H., Kohler, N., Kreißig J. ym. (2010) ”A life cycle approach to buildings: Principles, calculations, Design tools”. Detail Green Books. München. König, H. & Lisa De Cristofaro, M. (2012) “Benchmarks for life cycle costs and life cycle assessment of residential buildings”. Building Research & Information 40:5, 558-580. Stanford University (2005) “The life cycle cost analysis in Stanford University, Guidelines for life cycle cost analysis”. Saatavana: <https://lbre.stanford.edu/sites/all/ lbre-shared/files/.../LCCA121405.pdf>. [Viitattu 29.syyskuuta 2015].

Fortum. Saatavana: www.fortum.fi. [Viitattu 2014]. Nair, G., Gustavsson, L. & Mahapatra, K. (2010) ”Factors influencing energy efficiency investments in existing Swedish residential buildings,” Vols. 38, 2956-63, 2010. Euroopan Unioni (2012) ” Commission delegated regulation (EU) No 244/2012”. Official Journal of European Union, ss. 18-36. Haahtela, Y. & Kiiras, J. (2013) ”Talonrakennuksen kustannustieto 2013” (In Finnish: Building constrcution cost data 2013). Haahtela-kehitys Oy, Helsinki. Hamdy, M., Hasan, A. & Siren, K. (2013) ”A multi-stage optimization for costoptimal and nearly-zero energy building solutions in-line with the EPBD recast 2010,” Energy and Buildings 56. Isover Saint-Gobain. Saatavana: http:// www.isover.fi/. [Viitattu 2014]. Janfire Oy. Saatavana: www.janfire.fi [Viitattu 2014].

Kappale 6.2 Helsingin kaupunki, Autopaikkatyöryhmä (2009) ”Autopaikkojen toteuttamiskustannukset ja niiden kohteistaminen nykyistä suuremmassa määrin autopaikkojen käyttäjille”. Taku, 2014. Haahtela-kehitys Oy.

Wood, S. & Rowley, P. (2011) ”A technoeconomic analysis of small-scale-fuelled combined heat and power for community housing,” Biomass and Bioenergy 35 Tilastokeskus (2013) “Energian hinnat 2013”. Saatavana: http://www.stat.fi/til/ ehi/index_en.html. [Viitattu toukokuussa 2014].

Yhteinen Östersundom, julkinen tiedote (2015). Saatavana: http://www.hel. fi/hel2/ksv/ostersundom/yhteinenostersundom_julkaisu.pdf. [Viitattu : 14. elokuuta 2015].

Tilastokeskus (2014) “Kaukolämmön hinnat 2014”. Saatavana: http://www. stat.fi/til/ehi/index_en.html. [Viitattu tammikuussa 2014].

Kappale 6.3

Kappale 6.4

Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiivi 2010/31/EU, annettu 19 päivänä toukokuuta 2010, rakennusten energiatehokkuudesta (uudelleenlaadittu). Euroopan Unionin virallinen lehti, (2010), 18/06/2010.

Ympäristöministeriö (2008) ”Pientalon huoltokirja”. Ympäristöministeriö, Helsinki.

Euroopan Unioni (2012) ” Commission delegated regulation (EU) No 244/2012”. Official Journal of European Union, ss. 18-36.

Lohela, T. (2014) ”Savolaisen Eko-pientalon rakennusosien ekologisuuden tarkastelu”. Kandidaatin työ. Savonia Ammattikorkeakoulu, Kuopio. taloon.com. Saatavana: http://www.taloon. com/. [Viitattu 22. tammikuuta 2014].

Palolahti, T., Kivimäki, C. & Mäki, T. (2013) ”ROK – Rakennusosien Kustannuksia 2013”. Rakennustieto Oy, Helsinki. Tilastokeskus (2013) ”Energian hinnat 2013”. Saatavana: http://www.stat.fi/til/ ehi/index_en.html. [Viitattu toukokuussa 2014]. Takano, A., Hughes, M. & Winter, S. (2014) “A multidisciplinary approach to sustainable building material selection: A case study in a Finnish context”. Building and Environment 82: 526-535. Takano, A., Pal, S., Kuittinen, M. et al. (2015) “The effect of material selection on life cycle energy balance: A case study on a hypothetical building model in Finland”. Building and Environment 89: 192-202.

Kappale 6.5 Helsingin kaupunki, Autopaikkatyöryhmä (2009) ”Autopaikkojen toteuttamiskustannukset ja niiden kohteistaminen nykyistä suuremmassa määrin autopaikkojen käyttäjille”. Helsingin kaupunkisuunnitteluvirasto (2009) ”Helsinki-pientalo”. Saatavana: http://www.hel.fi/hel2/ksv/julkaisut/ esitteet/esite_2009-3.pdf. [Viitattu: 29.9.2015]. Helsingin kaupunki (2014) ”Katutilan mitoitus – Suunnitteluohjeet Helsingin kaupungille”. Saatavana: http://www.hel. fi/static/hkr/julkaisut/ohjeet/katutila_ mitoitus.pdf. [Viitattu 29. syyskuuta 2015]. Helsingin kaupunkisuunnitteluvirasto (2014) ”Östersundomin yhteinen yleiskaava, kaavaselostus. Saatavana: http:// www.hel.fi/hel2/ksv/ostersundom/yleiskaavaehdotus_selostus_051114.pdf. [Viitattu 29. syyskuuta 2015]. Kolehmainen, L. (2010) ”Katujen ylläpitokustannuksia lisäävät suunnitteluratkaisut”. Helsingin kaupungin rakennusvirasto, Helsinki.


Energiatehokas townhouse Tutkimusryhmä 2014-2015

Taiteiden ja suunnittelun korkeakoulu

Insinööritieteiden korkeakoulu

Arkkitehtuurin laitos

Energiatekniikan laitos

Adalgeirsdottir, Kristjana Arkkitehti, tutkija

Alanne, Kari DI, vanhempi yliopistonlehtori, vanhempi tutkija

Blomqvist, Emma Tutkimusavustaja

Pal, Sudip DI, tutkija

Hasu, Eija KTM, maisema-arkkitehti

Sirén, Kai Professori (LVI-tekniikka)

Heikkinen, Pekka Laitoksen johtaja, professori (puurakentaminen)

Rakennustekniikan laitos

Huttunen, Hannu Professori (asuntosuunnittelu), tutkimushankkeen johtaja

Nisula, Jaakko Tutkimusavustaja

Kuittinen, Matti Arkkitehti, tutkija, hankkeen koordinaattori

Saari, Arto Tekniikan tohtori (1.9.2015 alkaen rakennustuotannon ohjauksen professori,

Moinel, Caroline Tutkimusavustaja

Tampereen teknillinen yliopisto)

Yhdyskuntasuunnittelun tutkimus- ja koulutusryhmä le Roux, Simon Arkkitehti, tutkija

Hirvonen, Jukka VTM, tutkija

Takano, Atsushi Arkkitehti, tutkija Ullrich, Tina Arkkitehti, tutkija

Sähkötekniikan korkeakoulu

Verma, Ira Arkkitehti, tutkija

Sähkötekniikan ja automaation laitos Degefa, Merkebu Z. Tutkija Doroudchi, Elahe DI, tutkija Kyyrä, Jorma Laitoksen johtaja, professori (tehoelektroniikka)

AEF ENERGY EFFICIENT TOWNHOUSE

Lehtonen, Matti Professori (sähköenergiajärjestelmat)


Uusien rakennusten tulee säädösten mukaan pian olla lähes nollaenergialuokkaa. Energiatehokkuuden parantamiseksi tarvitaan kuitenkin kokonaisvaltaisia toimia. Ei riitä, että rakennusten käyttämä energia saadaan kuriin. Myös rakentamiseen, asumiseen ja kierrättämiseen liittyvät energiavirrat tulee hallita. Kokonaisvaltainen lähestymistapa voi antaa joustavuutta ja sen myötä voidaan löytää tapauskohtaisesti kustannustehokkaimmat keinot energiatehokkaaseen rakentamiseen. Aalto-yliopiston tutkimushanke ”Energiatehokas townhouse” lähestyy tätä haastetta Suomessa vielä uuden eurooppalaisen townhouse-kaupunkitalon näkökulmasta. Kun suomalaisen asumisen muotoja ajatellaan uudelleen, voidaan samalla löytää tuoreita ratkaisuja meillä jo tutuiksi tulleisiin asumismuotoihin. Tämä tutkimusraportti on toinen osa Aalto-yliopiston käynnistämän poikkitieteellisen hankkeen julkaisuja. Aalto rahoittaa kaikkiaan yhdeksää eri tutkimusaloitetta, joilla pyritään ratkomaan yhteiskunnan energiahaasteita. Lisätietoja osoitteessa energyefficiency.aalto.fi.

AEF ENERGY EFFICIENT TOWNHOUSE

AEF Energy Efficient Townhouse_annual report 2015  
AEF Energy Efficient Townhouse_annual report 2015  
Advertisement