Hiilijalanjäljen pienentäminen rakennuksen perustuksien suunnittelussa

Abstract

Opinnäytetyön taustalla oli JM Suomi Oy halu tutkia ja kehittää rakennuksen perustusten hiilijalanjäljen pienentämiseen tähtääviä ratkaisuja osana yrityksen ilmastotavoitteita. Työ koostuu teoriaosuudesta, päästölaskennasta sekä eri perustusratkaisujen vertailusta. Opinnäytetyössä keskitytään kahteen erityyppiseen, 16-kerroksisen betonikerrostalon perustusrakenteeseen, joista toisessa hyödynnetään kallionvaraista anturaa ja toisessa kallionvaraista anturaa paalutuksella. Kumpaakin perustusratkaisua arvioitiin ilmastovaikutusten näkökulmasta käyttäen One Click LCA -ohjelmistoa, ja laskentatuloksia vertailemalla pyrittiin tunnistamaan optimaalisin ratkaisu hiilijalanjäljen vähentämisen kannalta.

Työssä tarkasteltiin lisäksi muualla maailmassa käytettyjä keinoja vähähiilisen rakentamisen tueksi, mikä toi uusia näkökulmia ympäristöystävällisten ratkaisujen soveltamiseen suomalaisessa rakennusympäristössä. Erityistä huomiota kiinnitettiin vähähiilisten materiaalien, kuten vähähiilisen betonin, käyttöön perustuksissa sekä siihen, miten materiaalivalinnat vaikuttavat perustusrakenteiden hiilidioksidipäästöihin. Tulosten perusteella vähähiilisen betonin käyttö vähentää merkittävästi rakennuksen perustusten aiheuttamaa hiilijalanjälkeä. Tämän lisäksi tutkimuksessa arvioitiin muita vähähiilisyysluokituksia ja rakennusmateriaalien ominaisuuksia, kuten eristeiden ja kivimurskeen vaikutusta hiilijalanjälkeen. Työn tulokset tukevat rakennusalalla käytäviä keskusteluja vähähiilisten rakennusratkaisujen tärkeydestä ja konkreettisista hyödyistä, erityisesti, kun otetaan huomioon Suomessa voimaan astuvat ympäristövaatimukset ja vuoden 2025 rakentamislaki. Tulokset osoittavat, että vähähiilisen betonin käytöllä ja materiaalien optimoinnilla voidaan saavuttaa suuri vähennys perustusratkaisujen hiilidioksidipäästöissä. Hiilijalanjäljen vähentäminen ei ainoastaan tue yritysten ympäristötavoitteita, vaan myös parantaa rakennusalan kilpailukykyä pitkällä aikavälillä.

Opinnäytetyö tarjoaa tietoa, jota voidaan hyödyntää rakennusalan suunnitteluprosesseissa ja strategisessa päätöksenteossa. Tuloksia voidaan käyttää tukena kehitettäessä vähähiilisiä rakennesuunnitteluohjeita, joilla on merkittävä rooli ilmastotavoitteiden saavuttamisessa ja uusien vähähiilisyysluokitusten soveltamisessa rakennusalalla. Vähähiilisen rakentamisen ratkaisut tuovat laajempia etuja myös kiertotalouden näkökulmasta, sillä ne mahdollistavat materiaalitehokkaiden ja ympäristöystävällisten valintojen integroimisen rakentamisen elinkaaren kaikkiin vaiheisiin.

The background of this thesis was JM Suomi Oy's desire to explore and develop solutions aimed at reducing the carbon footprint of building foundations as part of the company's climate goals. The work consists of a theoretical section, emission calculations, and a comparison of different foundation solutions. The thesis focuses on two types of foundation structures for a 16-story concrete apartment building, one utilizing a rock-bearing footing and the other a rock-bearing footing with additional piling. Both foundation solutions were evaluated in terms of climate impact using the One Click LCA software, and by comparing the calculation results, the goal was to identify the optimal solution for reducing the carbon footprint.

The thesis also examined methods used elsewhere in the world to support low-carbon construction, providing new perspectives on the application of environmentally friendly solutions in the Finnish construction context. Special attention was given to the use of low-carbon materials, such as low-carbon concrete, in foundations and to how material choices impact the carbon dioxide emissions of foundation structures. Based on the results, the use of low-carbon concrete significantly reduces the carbon footprint of building foundations. In addition, the study evaluated other low-carbon classifications and the properties of construction materials, such as the impact of insulation and crushed stone on the carbon footprint.

The results support ongoing discussions within the construction industry about the importance and concrete benefits of low-carbon construction solutions, particularly considering the new environmental requirements in Finland and the construction law coming into force in 2025. The findings demonstrate that significant reductions in carbon dioxide emissions from foundation solutions can be achieved through the use of low-carbon concrete and material optimization. Reducing the carbon footprint not only supports corporate environmental goals but also enhances the construction sector’s long-term competitiveness.

This thesis provides information that can be used in construction industry design processes and strategic decision-making. The findings can support the development of low-carbon structural design guidelines, which play a significant role in achieving climate goals and implementing new low-carbon classifications in the construction industry. Low-carbon construction solutions also offer broader benefits from a circular economy perspective, as they enable the integration of material-efficient and environmentally friendly choices across all stages of the construction lifecycle.