Paritalon suunnittelu ja ulkoseinärakenteiden energiatehokkuuden ja hiilijalanjäljen vertailu

Abstract

Suomessa rakennukset ja rakentaminen aiheuttavat noin kolmanneksen kaikista kasvihuonekaasupäästöistä. Rakentamisessa onkin entistä tärkeämpää valita ratkaisuja, jotka vähentävät mahdollisimman paljon päästöjä. Opinnäytetyössä tutustuttiin rakennusmateriaalien hiililaskentaan ja rakenteiden energiatehokkuuteen.

Työssä suunniteltiin pienen paritalon perusratkaisu Lumijoen kunnalle. Kolmion ja kaksion sisältävän paritalon suunnittelussa otettiin huomioon nykyisten määräysten ja tilaajan toiveiden lisäksi tilojen toiminnallisuus, rakennuksen muodon ja märkätilojen sijainnin kustannustehokkuus ja arkkitehtisuunnitteluratkaisujen energiatehokkuus. Rakennuksen pieni koko asetti suurimmat haasteet suunnittelulle.

Pohjaratkaisun ja julkisivujen suunnittelun jälkeen tehtiin tontinkäyttösuunnitelma Lumijoella sijaitseville kahdelle vierekkäiselle tontille. Tonteille sijoitettiin yksitoista opinnäytetyössä suunniteltua samanlaista paritaloa, kuusi suunnitteluun kuuluvalle tontille ja viisi viereiselle tontille, joka jakaa tonttien yhteiset pysäköintialueet. Tontinkäyttösuunnitelma sisälsi rakennusten sijoittelun lisäksi autopaikkojen, ajoliittymien ja paritalojen kulkureittien suunnittelun.

Hiililaskentaa varten tilaajan esittämistä vaihtoehdoista valittiin vertailuun kolme seinärakennetta, Lukko-seinä, Kontio SmartLog -seinä ja hamppubetoniseinä. Näistä rakenteita verrattiin perusratkaisuna käytettyyn normaalin puurunkoseinään. Ensin selvitettiin rakenteiden materiaalitiedot, paksuudet, työmenekit ja U-arvot, joita verrattiin keskenään. Selvitetyillä materiaalitiedoilla suoritettiin hiililaskenta, jolla saatiin vertailukelpoisia tuloksia eri rakenteiden hiilijalanjäljestä ja hiilikädenjäljestä. Laskennassa erityisen hyödyllisiksi osoittautuivat ympäristöministeriön vähähiilisyyden arviointityökalu ja rakentamisen päästötietokanta, joista monelle materiaalille löytyi hiililaskennassa tarvittavaa tietoa.

Hiililaskennan jälkeen verrattiin vielä rakenteiden energiatehokkuutta. Rakenteiden väliset erot olivat pieniä, mutta massiivisuus ja kylmäsiltojen vaikutus näkyivät eri rakenteiden tuloksissa.

Paritalojen suunnittelu ja ulkoseinärakenteiden vertailu on tilaustyö Lumijoen kunnalle. Suunnittelu ja vertailututkimus tulevat olemaan osa Lumijoen kunnan suunnitteluvaiheessa olevaa rakennushanketta. Paritalojen suunnitelmaa saatetaan käyttää rakennettavien paritalojen pohjana. Laskennan ja vertailun tuloksia käytetään paritalojen seinäratkaisujen valinnan apuna.

Construction and buildings generate about third of all greenhouse gas emissions in Finland. It is important to choose environmentally friendly materials and solutions to decrease the amount of greenhouse gas emissions. The calculation and assessment of carbon footprint, carbon handprint and energy efficiency of building materials were studied in this thesis.

The first part of this thesis was the planning of a small semi-detached house for the municipality of Lumijoki. The building was split into a two-bedroom- and a one-bedroom-apartment. The planning of the building followed the assignment of the client and an emphasis on functionality, cost-efficiency, and energy efficiency. The small size of the building presented a challenge for the layout, but with careful planning a functional semi-detached house was planned.

After the plans of the building, the next part of the thesis was the site plan. A total of eleven buildings were to be planned on two plots sharing the same parking area. Six houses were located on the plot planned in this thesis and five on the neighboring plot. The site plan included only the placing of the houses, parking areas, driveways, and walkways to the buildings.

For the carbon footprint and handprint calculations the client gave different exterior wall options to choose from. Three different wall types were chosen to be compared to a traditional Finnish timber-frame wall type: Lukko-seinä, Kontio SmartLog -wall and lime-hemp-concrete-wall, or limecrete-wall for short. Carbon footprint and handprint assessment and calculations were made for these four wall types. From the results, Lukko-seinä had the smallest carbon handprint. Lukko-seinä also had a moderate carbon handprint. Limecrete-wall had both the largest carbon footprint and carbon handprint.

Comparing the energy efficiency of chosen wall types was the last part of the thesis. The differences between the walls were small, but the massiveness of the wall and the length of thermal bridges had a notable effect on energy efficiency. Limecrete-wall was the most energy-efficient due to massiveness and lack of thermal bridges in the corners of the building.

Planning of the houses and comparison of the wall types was an assignment from the municipality of Lumijoki. The results of this thesis might be used as a basis for the planning and building of the semi-detached houses.