Teollisuusrakentamisessa käytettävän rakennuksen runkomateriaalien ympäristövaikutusten vertailu
Kaivola, Patrik (2023)
2023
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2023052514049
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2023052514049
Tiivistelmä
Rakennusten ja rakentamisen kasvihuonepäästöt muodostavat koko Suomen päästöistä noin kolmanneksen. Suomen hiilineutraalisuustavoiteen saavuttaminen vuoteen 2035 mennessä vaatii myös rakennusalan päästöjen vähentämistä. Tämä opinnäytetyö käsittelee ympäristövaikutusten vertailua teollisuusrakentamisessa tyypilliselle hallirakennukselle, jos se rakennettaisiin eri runkomateriaaleista. Opinnäytetyön tarkoitus on antaa suunnittelijoille valmis vertailu eri runkomateriaalien ympäristövaikutuksista. Tämän avulla suunnittelijat voisivat rakennusmateriaalien valinnassa helpommin ottaa ympäristövaikutukset huomioon.
Tässä opinnäytetyössä tutkimus rajattiin ainoastaan rakennuksen runkoon. Rakennukset suunniteltiin tarvittavalle tasolle jotta ne olisivat käytännössä toimivia. Opinnäytetyössä mitoitettiin samanlainen rakennus kolmella eri runkomateriaalivaihtoehdolla: teräs, betoni sekä puu. Kaikista rakennuksista tehtiin myös elinkaariarviointi ja tuloksia verrattiin toisiinsa. Mitoitus tehtiin erinäisiä mitoitusohjelmia ja laskentapohjia käyttäen.
Elinkaariarvioinnin tuloksista selvisi että rakennusten ympäristövaikutuksissa on suuria eroja. Ympäristön kannalta puu osoittautui parhaaksi valinnaksi, teräs oli ympäristön kannalta huonoin vaihtoehto. Jos käyttökohde sallii, valitsemalla puun teräksen tai betonin sijasta, voi tehdä suuren vaikutuksen koko rakennuksen ympäristövaikutukseen.
Byggnader och byggandet orsakar ungefär en tredjedel av hela Finlands växthusgasutsläpp. För att kunna uppnå målet av koldioxidneutralitet i Finland fram till år 2035, måste också byggbranschens utsläpp minska. Detta examensarbete gick ut på att jämföra klimatpåverkan på en typisk hallbyggnad inom industribyggande, ifall den skulle byggas av olika material. Syftet var att ge ett riktgivande dokument som planerare kan använda vid materialval för att lättare kunna se klimatpåverkan av det som de planerar.
Undersökningen i detta examensarbete begränsades till endast byggnadernas stomme. Byggnaderna planerades ändå tillräckligt långt för att de skulle kunna byggas i verkligheten. I arbetet gjordes dimensioneringen av en byggnad med tre olika stomalternativ: stål, betong och trä. Det gjordes också en livscykelanalys på samtliga tre byggnader, samt resultaten av dem jämfördes. Dimensioneringen gjordes med hjälp av flera olika programvaror samt olika räknebottnar för dimensionering.
Resultatet av livscykelanalysen visade stora skillnader på klimatinverkan på samtliga byggnader. Med tanke på minsta möjliga klimatpåverkan så visade sig trä vara det bästa valet av stommaterial, medan stålstommen hade största klimatpåverkan. Resultatet visar att ifall det för användningsändamålet lämpar sig att välja trä som stommaterial för en hallbyggnad så har byggnaden mycket mindre miljöpåverkan än de mer använda materialen betong och stål.
Buildings and construction account for around one third of Finland’s entire greenhouse gas emissions. To achieve the goal of a carbon-neutral Finland by 2035, the construction industry also must reduce its emissions. This thesis was about comparing the climate impact of a typical structure in industrial construction, if it was done in three different materials. The purpose of this thesis was to give the engineers indicative results, to use when choosing the right material for the building, to make it easier to choose the more climate friendly option.
The investigation in this thesis was limited to only the frame of the building. All buildings were still designed to a sufficient level to be able to be constructed. In this thesis the same building was designed with three different materials: steel, concrete and wood. A life cycle assessment was conducted on all three buildings, which were then compared. The design was done by using different software and calculation bases.
The result of the life cycle assessment showed big differences with the climate impact of the buildings. If chosen by the smallest climate impact, the wood structure would be the best option while the steel structure would be the worst. The results showed that if it is possible for the purpose of the building, the wood structure could make the entire building climate impact a lot smaller.
Tässä opinnäytetyössä tutkimus rajattiin ainoastaan rakennuksen runkoon. Rakennukset suunniteltiin tarvittavalle tasolle jotta ne olisivat käytännössä toimivia. Opinnäytetyössä mitoitettiin samanlainen rakennus kolmella eri runkomateriaalivaihtoehdolla: teräs, betoni sekä puu. Kaikista rakennuksista tehtiin myös elinkaariarviointi ja tuloksia verrattiin toisiinsa. Mitoitus tehtiin erinäisiä mitoitusohjelmia ja laskentapohjia käyttäen.
Elinkaariarvioinnin tuloksista selvisi että rakennusten ympäristövaikutuksissa on suuria eroja. Ympäristön kannalta puu osoittautui parhaaksi valinnaksi, teräs oli ympäristön kannalta huonoin vaihtoehto. Jos käyttökohde sallii, valitsemalla puun teräksen tai betonin sijasta, voi tehdä suuren vaikutuksen koko rakennuksen ympäristövaikutukseen.
Byggnader och byggandet orsakar ungefär en tredjedel av hela Finlands växthusgasutsläpp. För att kunna uppnå målet av koldioxidneutralitet i Finland fram till år 2035, måste också byggbranschens utsläpp minska. Detta examensarbete gick ut på att jämföra klimatpåverkan på en typisk hallbyggnad inom industribyggande, ifall den skulle byggas av olika material. Syftet var att ge ett riktgivande dokument som planerare kan använda vid materialval för att lättare kunna se klimatpåverkan av det som de planerar.
Undersökningen i detta examensarbete begränsades till endast byggnadernas stomme. Byggnaderna planerades ändå tillräckligt långt för att de skulle kunna byggas i verkligheten. I arbetet gjordes dimensioneringen av en byggnad med tre olika stomalternativ: stål, betong och trä. Det gjordes också en livscykelanalys på samtliga tre byggnader, samt resultaten av dem jämfördes. Dimensioneringen gjordes med hjälp av flera olika programvaror samt olika räknebottnar för dimensionering.
Resultatet av livscykelanalysen visade stora skillnader på klimatinverkan på samtliga byggnader. Med tanke på minsta möjliga klimatpåverkan så visade sig trä vara det bästa valet av stommaterial, medan stålstommen hade största klimatpåverkan. Resultatet visar att ifall det för användningsändamålet lämpar sig att välja trä som stommaterial för en hallbyggnad så har byggnaden mycket mindre miljöpåverkan än de mer använda materialen betong och stål.
Buildings and construction account for around one third of Finland’s entire greenhouse gas emissions. To achieve the goal of a carbon-neutral Finland by 2035, the construction industry also must reduce its emissions. This thesis was about comparing the climate impact of a typical structure in industrial construction, if it was done in three different materials. The purpose of this thesis was to give the engineers indicative results, to use when choosing the right material for the building, to make it easier to choose the more climate friendly option.
The investigation in this thesis was limited to only the frame of the building. All buildings were still designed to a sufficient level to be able to be constructed. In this thesis the same building was designed with three different materials: steel, concrete and wood. A life cycle assessment was conducted on all three buildings, which were then compared. The design was done by using different software and calculation bases.
The result of the life cycle assessment showed big differences with the climate impact of the buildings. If chosen by the smallest climate impact, the wood structure would be the best option while the steel structure would be the worst. The results showed that if it is possible for the purpose of the building, the wood structure could make the entire building climate impact a lot smaller.