Markku Raimovaara, Jenni Merjankari & Arto Yli-Pentti
HYPPY-hankkeessa (Rakennusosat ja materiaalit kiertoon – kokeiluilla uutta liiketoimintaa) tarkoituksena on tehdä yhteistyötä kuntien kanssa liittyen rakennusten purkuhankkeisiin. Hankkeen tavoitteena on kehittää kunnille konkreettisten kokeilujen kautta purkukohteiden rakennusosien ja -materiaalien parempaan kiertoon tähtääviä toimintamalleja, jotka mahdollistavat uutta liiketoimintaa. Kokeiluilla saadaan aikaan innostavia ja testattuja esimerkkejä uusista korkeampaan kierrätysasteeseen tähtäävistä konsepteista. HYPPY-hankkeessa kokeilut on valittu perustuen kuntien esittämiin kehitystarpeisiin. Hanketta toteuttavat Green Net Finland ry, Hämeen ammattikorkeakoulu, Metropolia Ammattikorkeakoulu ja Suomen Ympäristöopisto Sykli.
Vanhojen asuinkerrostalojen purkamisesta haasteita rakentamisen kiertotaloudelle
Hämeenlinnan Asunnot Oy (HA Oy) on Hämeenlinnan kaupungin omistama yhtiö, joka hallinnoi kaupungissa olevaa mittavaa vuokra-asuntokantaa (noin 2300 asuntoa). Korjausvelka on huomattava suuressa osassa asuntokantaa. Tällöin vaihtoehtoina ovat peruskorjaus tai purkaminen.
HA Oy pyrkii aktiiviseen yhteistyöhön esimerkiksi korkeakoulujen kanssa. Toisaalta HYPPY-hanke tarvitsi todellisia rakennusten purkukohteita kokeilukohteiksi tavoitteen mukaisten asioiden selvittämiseen. Tältä pohjalta käynnistyi Hämeen ammattikorkeakoulun (HAMK) ja HA Oy:n yhteistyö tammikuussa 2021. Syksyllä 2021 yhteistyöhön liittyi myös Metropolia Ammattikorkeakoulu. Kokeilukohteeksi valikoitui Hämeenlinnan Laaniityssä sijainnut vuokrakerrostalo Harakkamäki 5 CD (kuvassa 1), joka oli päätetty purkaa.
Mitä yhteistyö on käytännössä ollut
HYPPY-hankkeen yhteistyö liittyen Harakkamäki 5 -purkukohteeseen on pääosin tapahtunut HA Oy:n ja HAMKin kesken. Lisäksi HYPPY-hankkeen kahdella ammattikorkeakoululla (HAMK ja Metropolia) on ollut yhteisiä toimia purku-urakoitsijaksi valitun Enerkon Ympäristöpalvelut Oy:n kanssa. Kaikkiaan HYPPY-hankkeen toimenpiteet ovat kohdistuneet seuraaviin asioihin:
- Purku-urakan tarjouspyyntöasiakirjojen valmistelu (HA Oy, HAMK)
- Hackathon-ideakilpailu (HAMK, HA Oy, CirCulT-hanke, ympäristöministeriö)
- Purkukohteesta vapautuvan materiaalivirran seuranta (HAMK)
- Julkisivuelementin irrotus ehjänä, kuljetus rakennuslaboratorioon Helsinkiin, testaus (HAMK, Metropolia, Enerkon Ympäristöpalvelut Oy)
Hackathon-ideakilpailu
Hackathon -ideakilpailun haasteena oli ideoida uusia, vähähiilisiä ja monistettavia ratkaisuja Hämeenlinnassa purettavan betonielementtikerrostalon rakennusosien ja muiden materiaalien uudelleenkäyttöön. HA Oy on osallistunut kilpailun järjestelyihin tarjoamalla opiskelijoille ajankohtaisen konkreettisen kohteen ja antamalla kohteesta erilaista rakennusteknistä materiaalia lähtötiedoksi opiskelijoille. Kilpailun järjestäjinä olivat HYPPY- ja CirCulT -hankkeet sekä ympäristöministeriö.
Harakkamäki 5 otettiin esimerkkikohteeksi korkeakoulujen arkkitehtuurin ja rakennustekniikan opiskelijoille suunnattuun ideakilpailuun, joka toteutettiin Hackathon -periaatteella lyhyen ajan sisällä pidettävissä istunnoissa. Kilpailun nimi oli ”Betonielementtitalon uusi elämä” ja käynnistys tapahtui 25.3.2021. Kilpailun päätosgaala pidettiin 22.4.2021, jolloin palkitut ehdotukset julistettiin. Kilpailussa oli mukana seitsemän ryhmää, joissa oli 28 opiskelijaa kuudesta korkeakoulusta.
Kilpailuehdotuksia arvioitiin seuraavilla kriteereillä:
- ympäristövaikutukset, erityisesti vaikutukset hiilidioksidipäästöihin
- toteutettavuus, monistettavuus ja kustannustehokkuus
- arkkitehtoninen ja esteettinen laatu
- innovatiivisuus ja uutuusarvo
Kilpailun voittajaksi valittiin ryhmä nimeltä Sininen tiimi ehdotuksellaan Loft Upcycled. Tiimissä oli kolme Aalto yliopiston opiskelijaa (Havu Järvelä, Saara Kemppainen ja Heljä Nieminen) Lisäksi valittiin kaksi tiimiä jaetulle toiselle sijalle: tiimi 5ARK ehdotuksella Q-Haus sekä tiimi R2N2$ ehdotuksella BlockBox.
Voittaneessa ehdotuksessa kiinnitetään huomiota muun muassa siihen, että kohteena olleen purettavan kerrostalon kantavat väliseinät ja välipohjat edustavat noin 50 prosenttia kaikkien rakennusosien hiilijalanjäljestä. Ryhmä on esittänyt ratkaisuehdotuksia miten kyseisiä rakennusosia voisi käyttää uudelleen. Ehdotuksessa elementeistä tehdään Loft-kerrostalo, jossa osia käytetään ensisijaisesti ilman mittavaa muokkaamista. Kun loft-kerrostalo toteutetaan osittain purkutalosta kierrätetyillä kantavilla väliseinillä ja välipohjilla, sen hiilijalanjälki on merkittävästi uudistuotettua pienempi.
Betonielementin uudelleenkäyttökokeilu
HYPPY-hankkeessa osatoteuttajana toimivan Metropolia Ammattikorkeakoulun yhtenä tavoitteena hankkeessa on ollut tunnistaa sellaiset rakennusjätteet, joilla olisi potentiaalia uudelleenkäyttöön ja korvaamaan neitseellisten raaka-aineiden käyttöä rakentamisessa. Hankkeen aikana uudelleenkäytön potentiaalia on lähdetty tarkastelemaan rakennusjätteenä syntyvän betonin ja erityisesti betonielementtien osalta.
Kiertotalousajattelun mukaisesti rakennusmateriaalien uudelleenkäytöllä voidaan säästää luonnonvaroja sekä vähentää syntyviä päästöjä, joita uusien rakennustuotteiden valmistuksessa syntyy. Betonia uusiokäytetään jo mm. betonimurskeena infrarakentamisessa sekä uusiobetonin valmistuksessa mutta betonin uudelleenkäyttöä on vielä vähän tutkittu ja eikä uudelleenkäytöstä löydy Suomesta kattavasti esimerkkejä. HYPPY-hanke tarjosi mahdollisuuden laboratoriotasolla kartoittaa, mitä toimenpiteitä betonielementin uudelleenkäyttö edellyttää sen kuntotutkimuksen ja kunnostuksen osalta.
Kokeilun aloittaminen
Betonielementin uudelleenkäyttökokeilun sijoittuessa hankkeen loppupuolelle, lähdettiin tutkimuksiin soveltuvaa ehjää betonielementtiä etsimään purku-urakoitsijoiden kautta, joilla oli jo meneillään olevia purkuja. Työ osoittautui oletettua haastavammaksi, sillä tutkimuskohteeksi halutun ulkoseinäelementin ehjänä irrottaminen olisi edellyttänyt urakoitsijoilta lisätyötä, mitä purku-urakassa ei ollut huomioitu tai ajoitettu. Hämeen ammattikorkeakoulun avustuksella soveltuva kohde ehjän betonielementin saamiseksi löytyi HA Oy kohteesta Harakkamäki 5:stä. Purku-urakasta vastaavan Enerkon Ympäristöpalvelujen urakka-asiakirja ei edellyttänyt elementin ehjänäpurkua mutta urakoitsija oli kuitenkin tähän myöntyväinen.
Kohteeseen ja irrotettavaan elementtiin tutustuttiin kohdekäynnillä. Ehjänä irrotettavaksi elementiksi valikoitui purettavan kerrostalon alin päätyelementti. Näin irrottaminen pystyttiin suorittamaan mahdollisimman turvallisesti ilman tarvetta nostaa elementtiä ja hyödyntäen kohteessa jo olemassa olevaa kalustoa, pulverointileukaa ja kaivinkonetta.
Betonielementin uudelleenkäyttöä ei ole Metropolia Ammattikorkeakoulussa aikaisemmin tutkittu, joten tutkimusten aloittaminen vaati mm. jätelainsäädäntöön perehtymistä sekä siirto- ja nostosuunnitelman laatimisen. Elementin status purettaessa muuttuu rakennusosasta jätteeksi, jolloin sen käyttöä ohjaa jätelaki. Tällöin jätteen vastaanottajalla tulee olla oikeus ottaa ko. jätettä vastaan tai riittävä asiantuntemus sekä taloudelliset ja tekniset valmiudet jätehuollon järjestämiseen (Jätelaki 646/2011).
Laboratoriokokeilut
Elementti vastaanotettiin Metropolian rakennustekniikan laboratorioon Myllypurossa (kuvat 2 ja 3). Ennen purkua oli tehty haitta-ainekartoitus ja haitta-aineet oli poistettu ensimmäiseksi. Painava elementti asetettiin turvallisuuden takia laboratoriossa vaakasuoraan lattialle. Elementtiä tutkittiin alustavasti vaaka-asennossa ja havaittiin, että se oli purkamisessa ja siirtämisessä hieman vaurioitunut.
Tarkempia tutkimuksia varten elementti leikattiin kahdeksaan osaan, jolloin voidaan tehdä mittauksia ja havaintoja poikkileikkauksista sekä ottaa helpommin näytepaloja. Lisäksi kunnostuskokeilut ovat pienemmille paloille laboratoriotiloissa helpommin toteutettavissa. Käytännössä havaittiin heti, että tuotantomittakaavassa jo pienemmälläkin volyymillä vaadittaisiin teollisia olosuhteita ja välineitä.
Alustavissa kuntotutkimuksissa betonin rapautumisesta ei havaittu merkkejä. Kimmovasaralla leikkauspinnoista tehdyissä kovuusmittauksissa elementin ulkokuoren kovuus todettiin uutta vastaavaksi, joten se myös tuki alustavia huomioita rapautumisesta. Elementin kulmasta otetussa näytepalassa havaittiin raudoituksen olevan liian lähellä reunaa eli 16 mm päässä, kun suojaetäisyyden pitäisi olla vähintään 25 mm päässä. Karbonatisoitumissyvyydeksi mitattiin samassa kohdassa 16 mm, kun elementin käyttöikä oli 44 vuotta. Siitä voidaan päätellä, että karbonatisoituminen oli juuri saavuttanut raudoituksen ja betoniterästen ruostuminen olisi alkanut ilman kunnostustoimenpiteitä tai tässä tapauksessa purkua. Betonin karbonatisoitumisreaktiossa ilman hiilidioksidi reagoi betonin kalsiumhydroksidin kanssa muodostaen kalsiumkarbonaattia. Kun karbonatisoitunut betonivyöhyke saavuttaa raudoituksen, teräksen korroosio voi alkaa. Elementistä otetusta näytteestä mitattiin myös kloridipitoisuus, jonka todettiin olevan alle kriittisen pitoisuuden.
Elementin kunnostustoimissa kokeillaan korjausrakentamisessa käytettyjä menetelmiä (kuva 4). Tässä tapauksessa elementin kiinnityksiä ei ole voitu tutkia ja uudelleenkäyttöä ajatellen ne pitäisikin suunnitella käyttökohteen mukaisesti uudelleen. Kun rapautumaa tai korroosiovaurioita ei vielä ole, voidaan tulevat vauriot estää tai viivästyttää tekemällä suojaava pinnoitus. Pesubetonipintaisessa elementissä se muuttaa myös ulkonäköä, mikä tulisi huomioida uudelleen käytettävässä kohteessa.
Lopuksi
HYPPY-hankkeessa on havaittu, että korkeakouluopiskelijat ovat hyvin kiinnostuneita kiertotalouden edistämisestä rakennusalalla. He pitävät sitä itse asiassa välttämättömänä tavoitteena. Tämä seikka nousi hyvin kouriintuntuvasti esille yllä kuvatussa Hackathon -ideakilpailussa, jossa opiskelijat innostuneesti ideoivat purkamisesta vapautuville rakennusosille uudelleenkäyttöä. Meille ideakilpailun järjestäjille oli ilo nähdä opiskelijoiden aito kiinnostus kiertotalouteen. HYPPY-hankkeessa on lisäksi tehty opinnäytetöitä ja innovaatioprojekteja.
Kirjoittajat
Markku Raimovaara, DI, lehtori, Hämeen amk, markku.raimovaara(at)hamk.fi
Jenni Merjankari, DI, asiantuntija, Metropolia AMK, jenni.merjankari(at)metropolia.fi
Arto Yli-Pentti, TkL, lehtori, Metropolia AMK, arto.yli-pentti(at)metropolia.fi
Lähteet
Jätelaki 646/2011. Annettu Helsingissä 17.6.2011. Saatavilla sähköisesti osoitteessa https://www.finlex.fi/fi/laki/alkup/2011/20110646
Abstract
Case studies in promoting circular economy in construction
Old residential apartment buildings are being demolished at an accelerating rate and the amount of waste generated by this is increasing. The implementation of circular economy requires the development of new working concepts. The Reutilization of parts and materials of buildings (HYPPY) project aims to promote such activities where new working concepts of reutilizing building parts or objects from a demolished building will be developed for municipalities. This article presents a case study of various collaborative activities undertaken in the HYPPY project in collaboration with Hämeenlinna city housing (Hämeenlinnan Asunnot Oy) and the demolition contractor (Enerkon Ympäristöpalvelut Oy) as an example of some preparation of the tender documents for the demolition, Hackathon contest and reutilization project of a concrete element.
