Mansikoita joulukuussa 2009 – kaikki ei ole kohdallaan.
Maapallon keskilämpötilan kohoamista kahdella asteella pidetään kriittisenä rajana. Sen ihmiskunta ja maapallon ekosysteemi vielä sietäisivät. Mikäli jatkamme fossiilisten polttoaineiden käyttöä nykyisellä tahdilla, lämpötila kohoaa jopa kuusi astetta kuluvan vuosisadan aikana. Yhtä nopeata ja rajua muutosta ei ole tapahtunut ehkä koskaan elämän historian aikana. Näin suuri muutos aiheuttaisi huomattavan häiriön elämälle maapallolla.
Ilmakehän hiilidioksidipitoisuuksien ja maapallon keskilämpötilan muutos viimeisen sadan vuoden ajalta. Lähde Ilmatieteenlaitos.
Ihmiskunta kuluttaa luonnonvaroja vuosittain kolmanneksen enemmän kuin mitä maapallo ehtii niitä tuottaa. Luonnonvaroista saatu hyöty jakautuu hyvin epätasaisesti maapallon eri kolkille. Ekologinen jalanjälki tarkoittaa maa-alaa, joka tarvitaan tuottamaan yksilön käyttämät luonnonvarat. WWF:n tuottaman Living Planet raportin mukaan keskivertosuomalaisen ekologinen jalanjälki on noin 5,5 hehtaaria. Malawilaisen vastaava jälki on noin 0,5, intialaisen 0,9, kiinalaisen 2,1, venäläisen 3,7 ja yhdysvaltalaisen 9,4. Maapallon asukkaiden keskiarvo on 2,7. Maapallon kantokyvyn raja on 2,2.
Jos kaikki maapallon ihmiset eläisivät kuin suomalaiset, tarvitsisimme siis kaksi ja puoli maapalloa tyydyttämään energian, ruoan ja tavaran tarpeemme.
Ekologinen jalanjälki kuvaa sitä maapinta-alaa, joka tarvitaan yhden ihmisen kuluttamien luonnonvarojen tuottamiseen. Maapallon ihmisten keskiarvo on 2,2 hehtaaria, maapallon tuotantokyvyn raja on 1,8 hehtaaria.
Ihmistoiminta vie yhä laajemmat alueet maapallolla. Luonnon monimuotoisuus vähenee ja lajit hupenevat. Mitä köyhempi luonto on lajivalikoimaltaan, sitä huonommin se kestää muutoksia. Prosentti lajeista kuolee sukupuuttoon vuosittain, mutta tahdin ennustetaan kiihtyvän. Jokaisella lajilla on tärkeä tehtävä ekosysteemin osana. Uskaltaisitko lentää lentokoneella, josta puuttuu prosentti osista?
Maailmanpankin entinen pääekonomisti Sir Nicholas Stern on englannin hallituksen toimeksiantona laskenut ilmastonmuutoksen taloudellisia seuraamuksia ihmiskunnalle. Sternin raportin mukaan ilmastonmuutoksen pahimpien uhkien torjuminen maksaisi nyt prosentin maapallon bruttokansantuotteesta. Mikäli nyt ei toimita, ilmastonmuutoksen aiheuttamat vahingot olisivat tulevaisuudessa 5–20 prosenttia ihmiskunnan bkt:tsä.
Ilmatieteen laitoksen pääjohtaja Petteri Taalas arvio Helsingin Sanomien vieraskynäpalstalla 23.3.2009, että maapallo pystyisi elättämään vain miljardi ihmistä vuonna 2050, mikäli ilmastonmuutoksen hillitseminen ei onnistu.
Rakennusten käyttö ja liikenne aiheuttavat runsaat puolet kasvihuonepäästöistämme.
Jotta voisimme vähentää päästöjä, meidän on tiedettävä missä ne syntyvät. Vuonna 2008 Suomen hiilidioksidipäästöt olivat yhteensä 70 100 000 000 kiloa. Henkeä kohden laskettuna tämä tarkoittaa 13 500 kiloa vuodessa. Kun huomioidaan vienti- ja tuontituotteiden hiilijäljet, ovat keskivertosuomalaisen hiilidioksidipäästöt noin 10 000 kiloa vuodessa.
Suomessa teollisuus aiheuttaa noin puolet, rakentaminen ja rakennusten käyttö noin kolmanneksen ja liikenne vajaan viidenneksen hiilidioksidipäästöistä. Luonnonvarojen kulutus on näillä sektoreilla myös huomattavaa.
Yksilötasolla Suomen ympäristökeskuksen Mittatikun mukaan asuminen aiheuttaa neljänneksen hiilidioksidipäästöistämme, liikenne toisen neljänneksen, syöminen kolmannen neljänneksen ja loppu neljännes muodostuu elämän muiden osa-alueiden päästöistä.
Pääkaupunkiseudun ilmastoraportin mukaan vuosien 2002–2008 lämmityksen, taloussähkön ja liikenteen hiilidioksidipäästöt olivat keskimäärin 6400 kiloa vuodessa asukasta kohden laskettuna. Lämmitys aiheutti noin 3000 kg, kulutussähkö reilun 1500 ja liikenne noin 1300 kilon hiilidioksidipäästöt. Näiden lisäksi tulevat siis ravinnon, tavaroiden ja palveluiden tuottamisesta aiheutuvat päästöt.
Suomessa rakennuksen koko elinkaaren aikana kuluttamasta energiasta 10–20 % kuluu rakennusvaiheessa materiaalien ja rakennusosien tuottamiseen ja kuljetuksiin ja loput kuluu rakennuksen käyttövaiheessa. Tulevaisuudessa, kun rakennusten energiatehokkuus paranee, rakennusvaiheen suhteellinen osuus korostuu.
Käytön aikainen asuinrakennusten energiankulutus jakautuu puolestaan karkeasti seuraavasti: lämmitys 55 %, lämpimän käyttöveden lämmitys 20 % ja kotitaloussähkö 25 %.
Karkeasti voidaan sanoa, että rakennetun ympäristön hiilidioksidipäästöt vastaavat noin 60 % prosenttia kaikista päästöistä. Ei ole yhdentekevää miten yhdyskuntamme ja rakennuksemme suunnitellaan. Tässä työssä arkkitehdin kokonaisnäkemystä tarvitaan. Ekologisesti kestävät tavoitteet tulisi ottaa suunnittelun lähtökohdaksi – ei liimailla niitä jo valmiin suunnitelman päälle. Kestävyys syntyy syvällisestä ymmärtämisestä jo luonnosvaiheessa.
Näillä sivuilla hiilidioksidipäästöillä tarkoitetaan kaikkia kasvihuonekaasuja hiilidioksidiksi (CO2-ekv) muunnettuna.
Yleisesti 1000 kg hiilidioksidipäästöjä maan ihmisasukasta kohden vuodessa pidetään rajana, jonka maapallo vielä kestäisi. 1950-luvulla päästömme olivat vielä kohtuullisella tasolla mutta nyt ne ovat kymmenkertaiset maapallon sietokykyyn verrattuna.
Sveitsiläinen EMBA tutkimuslaitos on kehittänyt mallin 2000 watin yhteiskunnasta, jossa yksilön energiankulutus on rajattu 2000 watin tehoon eli 17 500 kWh vuodessa henkeä kohden. 2000 watin yhteiskunnassa 2/3 energiasta tuotetaan hiilivapailla energiamuodoilla, jolloin yksilön hiilidioksidipäästöt jäävät 1000 kiloon. Tutkimuslaitoksen mukaan tämä taso saavutettaisiin vuoteen 2050 mennessä alentamatta kuitenkaan kehittyneen maailman ihmisten elintasoa.
2000 wattia on tällä hetkellä maapallon asukkaiden energian kulutuksen keskiarvo. Energian tuotantotapa on vain väärä ja se on painottunut tietyille alueille. Keskiverto suomalainen elää ja toimii 9000 ja USA:n asukas 12 000 watin teholla. Euroopan nykyinen keskiarvo on 6000 wattia.
VTT on yhdessä korkeakoulujen kanssa aloittanut 2000 watin mallin toimivuuden testaamisen pohjoisissa olissa. Kylmän ilmastomme lisäksi haasteita aiheuttaa Suomen hajanainen yhdyskuntarakenne sekä energiaintensiivinen teollisuus.
Lisää ilmastonmuutoksesta ja ympäristön tilasta.
Ekologisesti kestävä rakennus on monen osatekijän summa. Kuvassa arkkitehti Bruno Eratin suunnittelema Tapanilan ekotalo.
Rakennetun ympäristön ekologinen kestävyys on monen osatekijän summa, eikä kaikkea voi aina saavuttaa kerralla. Rakentaja joutuu usein tasapainoilemaan vaikeiden valintojen kanssa. Energiatehokkuus on ekologisesti kestävän rakentamisen keskeinen osatekijä, mutta myös rakennuksen sijainnilla, materiaalivalinnoilla ja käyttäjien tavoilla on huomattava vaikutus kokonaisuuden kannalta.
Asuintaloissa asukkaiden asumistottumukset vaikuttavat jopa 50 % energiankulutukseen (Erat ja Palttala 2009), vaikka asunnot olisivat täysin identtiset.
Paikan lähtökohtien ymmärtäminen on kaiken kestävän rakentamisen perusta. Mitkä ovat paikan mahdollisuudet ja voimavarat, mitkä taas heikkoudet? Rakentamisen tulisi olla tasapainossa ympäristön kanssa yksittäisen ihmisen mittakaavasta koko maapallon mittakaavaan. Paikallinen omavaraisuus energian, materiaalien ja aineiden kierron, ravinnon ja toisaalta työn ja virkistyksen suhteen on kestävyyden perusta.
Rakentamisen tulisi suuntautua nykyisen rakennetun ympäristön täydentämiseen ja korjaamiseen. Nykyinen hajaantunut yhteiskuntarakenne on ympäristön kannalta huono kehityssuunta. Turhaa liikennettä on syytä välttää. Tämä ei tarkoita yksin kaupunkirakenteen tiivistämistä: myös maaseudun kylistä voi muodostua ekologisesti kestäviä yhdyskuntia täydennysrakentamisen avulla.
Rakennuspaikan pienilmasto vaikuttaa rakennuksen lämmitys- ja viilennystarpeeseen. Suojainen etelärinne on parempi kuin varjoisa, tuulinen tai kostea paikka. Vastaavasti varjostava kasvillisuus vähentää kesällä jäähdytyksen tarvetta – ilmastonmuutoksen seurauksena viilennystarve tulee Suomessa kasvamaan ja lisäämään osaltaan energian kulutusta.
Rehevä, luonnonmukainen piha tai istutusalue tarjoaa elinympäristön useammalle lajille kuin leikattu nurmikko. Se sitoo nurmea tehokkaammin hiilidioksidia ja tasaa kosteus- ja lämpötilavaihteluita. Parhaimmillaan uudisrakennus tai korjauskohde pihoineen ja muine istutusalueineen voi rikastuttaa alueen luonnon monimuotoisuutta ja viihtyisyyttä.
Energiatehokkuus on ekologisesti kestävän rakentamisen keskeinen tekijä. Hyvin eristetty ja vuodoton vaippa vähentää lämmitysenergian tarvetta. Mitä kompaktimpi rakennus on eli mitä pienempi sen lattiapinta-alan suhde vaipan pinta-alaan on, sitä energiatehokkaampi se on. Pallo tai kuutio olisi energiatehokkain muoto. Käytännössä selkeä suorakaide on energiatehokkain, sillä tällöin rakennus voidaan tehokkaimmin suunnata kohti aurinkoa. Rakennuksen kompakti muoto ei tarkoita kuitenkaan tylsää laatikkoarkkitehtuuria – arkkitehtuuria voi elävöittää lipoilla, pergoloilla ja muilla rakenneosilla.
Pieni on energiatehokasta. Rakennusten energiatehokkuudesta saatu hyöty menetetään rakennusten koon kasvaessa. Energiatehokas talo on tilaohjelmaltaan tehokas. Hukkaneliöiden lämmittäminen lisää energian kulutusta. Talo tulisi mitoittaa sen todellisia käyttötarpeita varten. Muunneltavuus ja monikäyttöisyys lisäävät osaltaan energiatehokkuutta. Päivä- ja iltakäytössä oleva koulu on tehokkaampi kuin vain päiväkäytössä toimiva. Käytetystä energiasta saadaan näin enemmän hyötyä irti.
Talon energiatehokkuutta voidaan lisätä laitteilla. Tehokas ilmanvaihdon lämmön talteenotto leikkaa rakennuksen energian kulutusta huomattavasti. Englannissa on toisaalta alettu toteuttaa suuriakin toimistorakennuksia luonnollisella eli painovoimaisella ilmanvaihdolla. Näin on saatu huomattavia säätöjä, kun ilmanvaihdon koneiden tarvitsema energia on jäänyt käyttämättä.
Myös energiaa säästävät valaisimet ja laitteet vähentävät kokonaiskulutusta. Asumisessa viidennes käytetystä energiasta kuluu lämpimän käyttöveden lämmittämiseen. Erilaiset vettä säästävät laitteet ja ratkaisut pienentävät energian kulutusta.
Luonnon tarjoamia energiavaroja tulisi hyödyntää rakennuksissa enemmän. Passiivisella aurinkoenergian hyödyntämisellä tarkoitetaan rakennuksen suuntaamista ja aukotusta siten, että aurinko pääsee talvella paistamaan sisälle rakennukseen lämmittäen samalla sisärakenteita, joihin lämpö varastoituu ja säteilee yöllä ympäristöönsä.
Kesäinen ylikuumentuminen on estettävä räystäiden, lippojen tai kasvillisuuden avulla. Kesäinen rakennusten viilentäminen ilmastoinnin avulla lisää kokonaisenergian kulutusta huomattavasti. Kesäaikaista viilentämisen tarvetta voidaan leikata myös hyödyntämällä kasvillisuuden, tuulen ja vesiaiheiden viilentävää vaikutusta.
Aurinkopaneeleilla ja tuuliturbiineilla voidaan tuottaa sähköä ja aurinkokeräimillä noin puolet vuotuisesta lämpimän käyttöveden tarpeesta Suomenkin oloissa. Miten nämä liitetään rakennukseen luontevasti ja kauniisti ja otetaan haltuun osana arkkitehtuuria?
Aurinkotekniikan laitteiden ja keräyspintojen integrointi on parhaimmillaan muuta pintarakennetta korvaavaa. Ratkaisut ovat näkyviä ja oikein käytettyinä aurinkokeräimet ja -paneelit tuovan arkkitehtuurin keinovalikoimaan myönteisen lisän.
Rakennusmateriaalien piiloenergiavirroissa ja hiilijäljissä on eroja. Piiloenergiavirroilla tarkoitetaan tuotteen valmistamiseen ja tuottamiseen tarvittua energiaa. Mitä vähemmän energiaa ja luonnonvaroja materiaalien valmistamiseen on käytetty, sitä vähemmän niistä on ympäristölle haittaa.
Rakentamisvaiheen osuus rakennuksen koko elinkaaresta on 10–20 %. Talojen energiatehokkuuden kasvaessa rakentamiseen kuluneen energian suhteellinen osuus kasvaa. Ekologisesti kestävän talon rakenteet ja osat on valmistettu uusiutuvista ja kierrätettävistä lähialueen luonnonmateriaaleista. Puu on Suomessa luonteva rakennusmateriaali.
Ilmastonmuutoksen seurauksena esineiden ja palveluiden hiilijalanjälki on noussut tärkeäksi ominaisuudeksi. Hiilijalanjälki lasketaan tuotteen valmistamisen ja kuljetusten päästöistä. Eräiden muovien ja alumiinin hiilijäljet ovat jopa satakertaiset puutuotteisiin nähden. Tuotteen valmistamiseen käytetty energiamuoto vaikuttaa tuotteen hiilijälkeen. Esimerkiksi vesivoimalla tuotetun esineen hiilijälki on pienempi kuin hiilisähköllä tuotetun vastaavan esineen.
Puurakenteet varastoivat hiiltä. Kasvaessaan puut sitovat ilmakehästä hiilidioksidia ja siirtävät sen hiilenä runkoihinsa. Rakentamisen yhteydessä tämä hiili varastoidaan taloihin. Näin puurakentamisella voidaan hidastaa ilmastonmuutosta.
Lämmitys- ja ilmanvaihtojärjestelmän valinta vaikuttaa talon kokonaisenergiakulutukseen ja päästöihin. Passiivi- ja matalaenergiatalot perustuvat koneelliseen ilmanvaihtoon, johon on liitetty tehokas lämmön talteenotto. Vuoden 2012 alusta siirrytään pinta-alaperusteisen lämmitysenergian kulutuksen tarkastelun sijaan rakennuksen kokonaisenergiatarkasteluun, jolloin painovoimaisellakin ilmanvaihdolla voidaan päästä hyvin alhaiseen energiankulutukseen – tällöin energiaa ei kulu ilmanvaihtokoneiden pyörittämiseen. Molemmista saadaan hyvällä suunnittelulla toimivia kokonaisuuksia.
Ympäristöä mahdollisimman vähän rasittavan talon keskeinen tavoite onkin kokonaisvaltainen suunnittelu ja huolellinen toteutus sekä talotekniikan säätöjen tarkistaminen aika ajoin.
Uusiutuvilla energiamuodoilla, kuten auringon, tuulen ja veden voimalla tai biopolttoaineilla tuotettu energia on hiilivapaata. Puu ja muut biopolttoaineet katsotaan hiilivapaiksi, koska uudet kasvit sitovat ilmakehästä sen hiilen, joka edellisten kasvien palamisessa on vapautunut hiilidioksidina ilmakehään. Fossiilisten polttoaineiden ja turpeen polttamisesta vapautuu yli 300 grammaa hiilidioksidia tuotettua kilowattituntia kohden.
Kovilla pakkasilla, kun varavoimalat käynnistetään, nousevat energiatuotannon hiilidioksidipäästöt jopa 900 grammaan kilowattitunnilta.
Koska uusiutuvia energiamuotoja on käytössämme rajallisesti, energiaa tulisi käyttää säästeliäästi. Säästetty energia on parasta energiaa ympäristön ja talouden kannalta.
Rakennuksen käyttö ja asukkaiden elintavat vaikuttavat kokonaisuuteen. Tuhlailevasti energiaa käyttävän perheen kulutus voi olla jopa kaksinkertainen verrattuna säästävän perheen energiankulutukseen vaikka perheiden asunnot olisivat täysin identtiset. Henkeä kohden laskettuna vanhassa rintamamiestalossa asuvan viisilapsisen perheen energiankulutus voi olla pienempi kuin suuressa passiivitalossa asuvan pariskunnan. Kaikki on suhteellista.
Energiatehokkaiden ratkaisujen hyöty voidaan menettää, mikäli niiden asennus on tehty väärin tai säädöt ovat pielessä. Esimerkiksi väärin säädetyn ilmalämpöpumpun käyttö voi jopa nostaa rakennuksen energiankulutusta. Säätämällä olemassa olevien talojen lämmitysjärjestelmiä voidaan säästää 10–20 % prosenttia lämmitysenergian käytössä.
Rakennusten lämmitysenergiankulutus on saanut suuren painoarvon viimeaikaisessa energiakeskustelussa. Lämpimän käyttöveden kulutus aiheuttaa myös suuren hiilijäljen, autoilun ja ravinnon hiilijäljet ovat asumisen hiilijäljen suuruusluokkaa yksittäisen ihmisen elämässä. Miksi autoilun tai ravinnon kulutusta ei ohjata rakennusten energiatehokkuuden tavoin?
Elintavat ja arkielämän rutiinit ovat muutettavissa valistuksella ja taloudellisella ohjauksella.
Suomessa keskilämpötila nousee IPCC:n ja Ilmatieteenlaitoksen arvioiden mukaan kolmesta kuuteen astetta kuluvan vuosisadan aikana. Kesäisin meillä on kuumaa ja kuivaa, talvella leutoa, märkää ja pimeätä. Maan routiminen vähenee ja lumipeite hupenee – pysyvän lumipeitteen raja siirtynee Oulun korkeudelle. Tulevaisuudessa Etelä-Suomen talvet vastaavat nykyisiä Lontoon talvia, Maarianhaminan olosuhteet siirtyvät Ouluun.
Talvella sateiden määrä kasvaa 30 %. Talvisateet tulevat etupäässä vetenä. Välillä tulee myös rajuja lumimyräköitä. Lumi on märkää ja painavaa, ja kattorakenteet joutuvat koville. Talvimyrskyt lisääntyvät ja koettelevat rakenteiden lujuutta. Talvisin maaperä on märkää ja pehmeää, ja tämä haittaa rakennustöitä. Talojen lämmitystarve pienenee.
Talven loputon kosteus ja nollan ympärillä sahaava lämpötila koettelee rakenteita. Rakenteet kostuvat, mutta pakkanen ei kuivata niitä. Ulkoverhoilujen homehtuminen yleistyy pintamateriaalista riippumatta. Rakennefysiikan ja geotekniikan mitoitukset on uusittava.
Kesät ovat kuivia, mutta välillä saadaan rajuja sadekuuroja. Helteitä esiintyy vielä syyskuussa. Rakennusten jäähdytystarve kasvaa. Rakenteellinen aurinkosuojaus ja kasvillisuuden käyttö varjostavana elementtinä korostuvat. Rajut sateet ja kuivat kaudet vahvistavat eroosiota. Vettä kannattaa meilläkin tulevaisuudessa kerätä pihoilla talteen kuivuusjaksojen varalle.
Sateiden lisääntyminen ja toisaalta myrskytuulet rannikoilla aiheuttavat tulvia. Myös jäätiköiden epäillään sulavan huomattavasti nopeammin, kuin tähän asti on arvioitu. Arviot merenpinnan kohoamisesta vaihtelevat parista seitsemään metriin kuluvan vuosisadan loppuun mennessä. Varovaisuusperiaatetta noudattaen ei kannata ilmeisesti kovin rannan tuntumaan rakentaa.
Vaikka ilmastomme leudontuu, valon määrä ei kuitenkaan Suomessa lisäänny. Lumettomassa Etelä-Suomessa talvet tulevat olemaan lähinnä loputonta marraskuuta, joka eittämättä vaikuttaa ihmisten mielenterveyteen ja hyvinvointiin. Tähänkin tulee varautua rakennetun ympäristön ja maiseman käsittelyssä.
Talvi 2009–2010 oli kylmin ja lumisin Suomessa miesmuistiin. Grönlannissa ja muualla pohjoisen palonpuoliskon arktisilla alueilla sama talvi oli kuitenkin useita asteita lämpimämpi verrattuna pitkän aikavälin keskiarvoon.
Hiilidioksidipäästöjä syntyy siellä missä energiaa kulutetaan eniten, energian kulutuksen jakautuminen Suomessa 2008 Motivan mukaan.
Parhaimmillaan rakentaminen voi rikastuttaa rakennuspaikan luonnon monimuotoisuutta – Bruno Eratin Villa Solbrantenin katolla viihtyy yli 40 kasvilajia.
Energian kulutus on ekologisesti kestävän rakentamisen kuuma ydin: oleellista on kuinka paljon energiaa kulutamme, millä sen tuotamme ja mitä siitä hyödymme.
Puu on luontainen materiaali ekologisesti kestävään rakentamiseen Suomessa. JKMM arkkitehtitoimiston Viikin kirkko.
Ekologisesti kestävässä rakentamisessa kannattaa ottaa mallia luonnosta – ja selvitä luonnonmukaisin keinoin mahdollisimman pitkälle. Taustalla Villa Solbrantten kurkottaa kohti aurinkoa.
Arkkitehtuurin tulisi teknisten ulottuvuuksien lisäksi tukea ihmisten pyrkimyksiä kestävämpään elämäntapaan – korjausverstas Oiva Vähäkallion Villa Oivalassa.
Ilmastonmuutos lisää mm. tulvariskiä Suomessa.
SAFA.FI