Kun materiaalisidonnaisen energian tarkastelu ei riitä: eksergia apuna rakennusmateriaalien uudelleenkäytön päätöksenteossa
Tiivistelmä
Rakennettu ympäristö kuluttaa huomattavia määriä luonnonvaroja ja energiaa sekä tuottaa paljon jätettä. Rakennusmateriaalien ja rakennusosien uudelleenkäyttöä tarkastellaan usein ilmastohyötyjen, materiaalitehokkuuden ja jätteen vähentämisen näkökulmasta, mutta nämä eivät yksin riitä osoittamaan, säilyykö tuotteen toiminnallinen arvo useiden elinkaarien aikana. Tässä artikkelissa tarkastellaan, miksi materiaalisidonnaisen energian rinnalle tarvitaan eksergia-ajattelua, kun tarkastellaan rakennusmateriaalien uudelleenkäyttöä. Eksergia tuo energiamäärän tarkastelun rinnalle näkökulman materiaalin laadun säilymisestä. Se auttaa tunnistamaan ne vaiheet, joissa tuotteen tekniset ominaisuudet, käyttökelpoisuus ja toiminnallinen arvo heikkenevät pysyvästi. Artikkelissa osoitetaan, että uudelleenkäytön järkevyyttä ei tulisi arvioida vain sen perusteella, pysyykö materiaali kierrossa, vaan myös sen perusteella, missä määrin tuotteen laatu ja toiminnallinen arvo säilyvät seuraavaan käyttöön. Lisäksi artikkelissa tarkastellaan, miten elinkaariominaisuudet, kuten purettavuus, säilyvyys ja kunnossapidettävyys tukevat useiden elinkaarien toteutumista. Eksergia ei korvaa elinkaariarviointia, mutta voi täydentää sitä erityisesti silloin, kun vertaillaan erilaisia käyttöpolkuja sekä niiden vaikutuksia energian kumulatiiviseen kertymiseen ja laadullisiin häviöihin ja toiminnallisen arvon säilymiseen.
Miksi uudelleenkäyttöä on arvioitava myös energian laadun ja käyttökelpoisuuden kautta
Rakennettuun ympäristöön liittyy huomattava luonnonvarojen, energian ja materiaalien kulutus. Rakennus- ja rakennussektori vastasi vuonna 2023 noin 32 prosentista maailman energiankysynnästä ja 34 prosentista hiilidioksidipäästöistä ja lisäksi rakentaminen tuottaa maailmanlaajuisesti arviolta kaksi miljardia tonnia rakennus- ja purkujätettä vuosittain (United Nations Environment Programme & Global Alliance for Buildings and Construction, 2025, s. 13–15). Samalla alan kehitys kohti nettonollaa on liian hidasta, sektorin hiilidioksidipäästöt ovat kasvaneet viisi prosenttia vuodesta 2015, vaikka vuoteen 2030 mennessä tarvittaisiin 28 prosentin vähennys Pariisin sopimuksen mukaisen kehityspolun saavuttamiseksi (United Nations Environment Programme & Global Alliance for Buildings and Construction, 2025, s. 13). Tämän vuoksi olemassa olevien rakennustuotteiden ja rakennusosien hyödyntämisen edellytyksiä ja ympäristövaikutuksia on tarpeen arvioida aiempaa tarkemmin.
Rakennusmateriaalien ja rakennusosien uudelleenkäyttöä perustellaan usein ilmastohyödyillä, materiaalitehokkuudella ja jätteen vähentämisellä. Nämä näkökulmat ovat tärkeitä, mutta ne eivät vielä yksin kerro, säilyykö tuotteen toiminnallinen arvo usean elinkaarikierron aikana. Uudelleenkäyttö ei ole vain materiaalin siirtämistä takaisin käyttöön, vaan siihen liittyy irrotusta, lajittelua, tarkastusta, kunnostusta, varastointia, kuljetusta ja uudelleenasennusta. Nämä vaiheet kuluttavat energiaa ja voivat samalla joko säilyttää tai heikentää tuotteen teknisiä ominaisuuksia ja käyttökelpoisuutta.
Siksi pelkkä energiamäärän tarkastelu ei aina riitä uudelleenkäytön järkevyyden arviointiin. Tarkastelussa tarvitaan myös näkökulma siihen, miten hyvin tuotteen ominaisuudet, laatu ja energian käyttökelpoisuus säilyvät prosessin aikana (Hu, 2020, s. 2; Lucia, 2013, s. 559–560). Alun perin termodynamiikasta tuttu käsite eksergia antaa hyödyllisen ja täydentävän näkökulman rakennusmateriaalien uudelleenkäyttöä tarkastellessa. Sen avulla voidaan tarkastella niin kumulatiivisten energiapanosten määrää kuin myös sitä, miten käyttökelpoista energia ja siihen sidottu laatu on ja miten toiminnallinen arvo säilyy rakennustuotteen eri elinkaaren vaiheissa.
Tässä artikkelissa tarkastellaan, miksi materiaalisidonnaisen energian rinnalle tarvitaan eksergia-ajattelua, kun arvioidaan rakennusmateriaalien ja rakennusosien uudelleenkäyttöä. Huomio kohdistuu erityisesti siihen, miten uudelleenkäyttöketjun eri vaiheet vaikuttavat tuotteen käyttökelpoisuuden, laadun ja toiminnallisen arvon säilymiseen sekä siihen, milloin uudelleenkäyttö on aidosti perusteltu ratkaisu.
Tällainen tarkastelu auttaa tunnistamaan, millaisissa tilanteissa rakennusosan ehjänä purkaminen, kunnostus tai uudelleenkäyttö on aidosti perusteltua ja milloin ratkaisu johtaa pikemminkin laadun, käyttökelpoisuuden tai arvon heikkenemiseen. Tämä tarkoittaa käytännössä sitä, että suunnittelussa, purkukohteiden arvioinnissa ja takaisinottoa tukevissa liiketoimintamalleissa ei riitä pelkkä tieto siitä, että materiaali voidaan pitää kierrossa. On arvioitava myös, säilyvätkö tuotteen tekninen laatu, käyttökelpoisuus ja toiminnallinen arvo seuraavaa käyttökohdetta varten.
Pelkkä energiamäärä ei vielä kerro, säilyykö toiminnallinen arvo
Materiaaliin sidotulla energialla tarkoitetaan materiaalien ja tuotteiden elinkaaren aikana kumuloituvia energiapanoksia. Sillä kuvataan sitä, paljonko energiaa on jo käytetty siihen, että tuote on olemassa ja käyttökelpoinen ja kuinka paljon energiaa kuluu, kun tuote irrotetaan, puretaan, käsitellään ja hävitetään elinkaaren lopussa. Energiatehokkaiden rakennusten yleistyessä materiaalien, järjestelmien ja rakentamisvaiheen suhteellinen merkitys kasvaa koko elinkaaren tarkastelussa (Hu, 2020, s. 1–2; Pierzchalski, Rynska, & Weglarz, 2021, s. 1–2).
Uudelleenkäytön perusidea on selvä. Jos tuote voidaan käyttää uudelleen, uuden tuotteen valmistus voidaan osittain tai kokonaan välttää. Tällöin vältetään myös siihen liittyviä energiapanoksia ja usein myös ympäristövaikutuksia (Papadaki, Nikolaou, & Assimakopoulos, 2022, s. 3–4). Uudelleenkäyttö ei kuitenkaan ole automaattisesti paras ratkaisu. Takaisinottoketju sisältää irrotusta, lajittelua, tarkastusta, kunnostusta, varastointia, kuljetusta ja uudelleenasennusta. Nämä kaikki lisäävät energiankulutusta ja voivat samalla vaikuttaa tuotteen tekniseen kuntoon ja käyttökelpoisuuteen. Siksi tarkastelussa tarvitaan selkeä inventaario sekä tarkka järjestelmäraja, kuten elinkaariarvioinnissa yleensä on (Abouhamad & Abu-Hamd, 2021, s. 3; ISO 14040:2006).
Esimerkiksi rakennusosa voidaan saada talteen kahdella eri tavalla. Ensimmäisessä vaihtoehdossa osa irrotetaan ehjänä, tarkastetaan ja asennetaan uudelleen lähes alkuperäisessä käyttötarkoituksessaan. Toisessa vaihtoehdossa osa joudutaan purkamaan karkeammin, minkä jälkeen se vaatii enemmän kunnostusta tai päätyy vähempiarvoiseen käyttöön. Huolellinen purkaminen voi joissain tapauksissa kuluttaa suunnilleen saman verran energiaa kuin karkeampi purku yhdistettynä myöhempään kunnostukseen. Tästä huolimatta vaihtoehdot eivät ole samanarvoisia, jos huonosti purettu osa menettää mahdollisuuden päätyä alkuperäistä vastaavaan käyttöön. Siksi pelkkä energiankulutuksen tarkastelu ei välttämättä tee tätä eroa näkyväksi, vaikka tuotteen käyttökelpoisuuden ja toiminnallisen arvon kannalta lopputulos olisi selvästi erilainen.
Energia kertoo määrän, eksergia tuo mukaan energian laadun ja tuotteen käyttökelpoisuuden tarkastelun
Eksergia kuvaa energian käyttökelpoista osaa. Termi on tuttu termodynamiikasta, mutta sitä voidaan soveltaa myös kiertotalouteen, kun tarkastellaan, miten hyvin tuotteiden ja materiaalien käyttökelpoisuus säilyy eri elinkaarivaiheissa. Eksergia ei siis kerro vain energian määrästä, vaan myös siitä, mitä energialla voidaan käytännössä saada aikaan. Eksergian asemaa energian, ympäristön ja kestävän kehityksen risteyskohdassa on havainnollistettu kuviossa 1.
Eksergia-ajatteluun liittyy olennaisesti irreversibiliteetin käsite. Sillä tarkoitetaan sitä, että prosessin aikana osa energian käyttökelpoisuudesta menetetään tavalla, jota ei voida palauttaa ilman lisäenergiaa tai muuta ulkopuolista panosta (Lucia, 2013, s. 559–560). Rakennusmateriaalien uudelleenkäyttöketjuissa tämä auttaa hahmottamaan niitä vaiheita, joissa materiaalin tai siihen sitoutuneen energian käyttökelpoisuus heikkenee pysyvästi. Irreversibiliteettiä havainnollistaa esimerkiksi betonielementin murskaaminen. Kun ehjä betonielementti puretaan rikkoutuvasti tai murskataan betonimurskeeksi, tapahtumaa ei voida enää peruuttaa. Murskeesta ei enää voida palauttaa alkuperäistä betonielementtiä, joten tuotteen rakenne, käyttötarkoitus ja osa sen toiminnallisesta arvosta menetetään pysyvästi. Kuviossa 2 havainnollistetaan eksergiatehokkuuden yhteyttä käyttökelpoisuuden menetyksiin ja ympäristövaikutuksiin.
Uudelleenkäytössä on tärkeää huomioida myös se, käytetäänkö rakennustuote tai materiaali uudelleen samanarvoisessa, vähempiarvoisessa vai korkeamman arvon käyttökohteessa. Upcyclingilla tarkoitetaan prosessia, jossa käytetty materiaali tai tuote muunnetaan seuraavan elinkaaren aikana korkeamman arvon tai laadun tuotteeksi (Sung, 2015, s. 28; Chen, Ou, Mohamed, & Bao, 2025, s. 1). Käytännössä tämä voi tarkoittaa esimerkiksi puhdistus-, kunnostus- tai muita laatua parantavia toimenpiteitä, joiden avulla tuote soveltuu paremmin käyttökohteeseensa ja sen käyttöikä pitenee (Russell & Nasr, 2023, s. 27). Rakennuspurkumateriaaleissa tällaiset lisävaiheet voivat kuitenkin olla energiaintensiivisiä. Tällöin ratkaisu voi näyttää pelkän energiankulutuksen perusteella heikommalta kuin suora uudelleenkäyttö, vaikka se olisi kokonaisuutena perusteltu, jos lisätoimenpiteet säilyttävät tai palauttavat tuotteen käyttökelpoisuuden paremmin ja vähentävät uuden tuotannon tarvetta (Chen et al., 2025, s. 1; Russell & Nasr, 2023, s. 25–27).
Ikkuna on hyvä käytännön esimerkki tästä. Sen ehjänä purkaminen on usein hitaampaa kuin tavanomainen purku, ja uudelleenkäyttö samassa käyttötarkoituksessa voi olla haastavaa, koska vanhan ikkunan tekninen suorituskyky ei välttämättä enää vastaa nykyvaatimuksia eikä tue rakennuksen energiatehokkuutta. Tällöin suora uudelleenkäyttö ei välttämättä vähennä rakennuksen hiilijalanjälkeä.
Ikkuna on melko helposti kierrätettävissä materiaalina, vaikka materiaalikierrätyskin vaatii murskausta ja raaka-aineen käsittelyä. Vanhojen ikkunoiden hyödyntämistä on myös pilotoitu esimerkiksi väliseinärakenteissa. Esimerkki osoittaa, että uudelleenkäytössä on olennaista tarkastella myös sitä, säilyykö tuotteen toiminnallinen arvo ennallaan, alentuuko se vai syntyykö sille uudessa käyttökohteessa uusi, aiempaa korkeampi toiminnallinen arvo (Kierivä, 2023, s. 9–11 ja 23).
Ikkunoiden osalta tarkastelua monimutkaistaa se, että niiden ympäristövaikutuksissa painottuu energiaintensiivisten tuotteiden, kuten alumiinin ja lasin osuus. Siksi uudelleenkäytön arvioinnissa ei riitä, että tarkastellaan vain olemassa olevaa ikkunaa, vaan huomioon on otettava myös korvaavan tuotteen vaikutukset sekä esimerkiksi huollettavuuteen ja tekniseen suorituskykyyn liittyvät erot.
Useat elinkaaret edellyttävät laadun ja ominaisuuksien säilymistä
Eksergia-ajattelu ei liity vain energiajärjestelmiin, vaan myös siihen, miten rakennuksen ja rakennusosien ominaisuudet säilyvät useissa käyttö- ja uudelleenkäyttövaiheissa. Tästä syystä sitä voidaan tarkastella rinnakkain rakennuksen elinkaariominaisuuksien kanssa.
Muun muassa EKAT-hankkeen julkaisussa elinkaariominaisuudet kuvataan rakennuksen teknisinä ja toiminnallisina ominaisuuksina, kuten säilyvyytenä, joustavuutena ja uudelleenkäytettävyytenä, jotka mahdollistavat rakennuksen pitkäaikaisen käytön muuttuvissa olosuhteissa sekä rakennukseen sidottujen resurssien hyödyntämisen rakennuksen purkamisen jälkeen (Saarimaa & Tähtinen, toim., 2025, s. 15). Hakaste, Häkkinen, Lahdensivu ja Saarimaa (2024, s. 8) korostavat, että näillä ominaisuuksilla on merkitystä materiaaliresurssien tarpeen, tuotevalmistuksen energiatarpeen, vähähiilisyyden sekä rakennuksen käyttö- ja taloudellisen arvon kannalta.
Rakennuksen ja sen osien pitkäikäisyydellä todetaan olevan yhä suurempi merkitys rakentamisen elinkaaripäästöjen minimoimisessa, kiinteistöjen arvon säilyttämisessä ja käytettävyyden varmistamisessa. Samassa yhteydessä todetaan myös, että energiantuotannon päästöjen vähentyessä ja rakennusten energiatehokkuuden parantuessa materiaalien, rakentamisprosessin ja ylläpidon osuus elinkaaripäästöistä kasvaa, mikä korostaa rakennusten ja niiden osien pitkän käyttöiän merkitystä hiilijalanjäljen minimoimisessa (Saarimaa & Tähtinen, toim., 2025, s. 15).
Erityisen tärkeä havainto on, että useiden elinkaarien toteutuminen edellyttää purettavuutta. Uudelleenkäytettävyys tarkoittaa rakennukseen sisältyvien tuotteiden tai osien hyödyntämistä purkamisen jälkeen käyttämällä niitä uudelleen samassa käyttötarkoituksessa, johon ne on alun perin suunniteltu (Hakaste ym., 2024, s. 21; Saarimaa & Tähtinen, toim., 2025, s. 15, 53 ja 74). Tämä on olennainen havainto myös eksergian näkökulmasta. Jos osa voidaan purkaa ehjänä, sen tekninen laatu, käyttökelpoisuus ja siihen aiemmin sitoutunut arvo säilyvät paremmin kuin tilanteessa, jossa osa rikotaan tai murskataan purkamisvaiheessa. Siksi kysymys ei ole vain siitä, saadaanko materiaali talteen, vaan siitä, missä kunnossa se saadaan talteen.
Sama näkyy säilyvyyden ja kunnossapidettävyyden ajatuksessa. Kun rakennuksen tai rakennusosan tekninen kestävyys on hyvä ja kunnossapidettävyys on huomioitu, lyhytikäisiä osia voidaan huoltaa, korjata tai vaihtaa rikkomatta turhaan pidempi-ikäisiä osia. Tämä tukee paitsi tuotteen käyttöiän pidentämistä myös sitä, että toiminnallinen arvo säilyy mahdollisimman pitkään useissa käyttö- ja uudelleenkäyttövaiheissa. Eksergia-ajattelun kannalta tämä on olennainen kohta, koska silloin vältetään turhia laadullisia häviöitä ja tuotteen käyttökelpoisuutta heikentäviä vaiheita. Kuviossa 3 havainnollistetaan uudelleenkäyttöketjun vaiheita ja tekijöitä, jotka voivat lisätä lisäkuormitusta ja riskejä sekä johtaa eksergian tuhoutumiseen. Tämä osoittaa, että useiden elinkaarien toteutuminen ei riipu vain rakennusosan teknisistä ominaisuuksista, vaan koko uudelleenkäyttöketjusta.
Milloin uudelleenkäyttö on aidosti järkevää
Eksergia ei korvaa elinkaariarviointia, vaan täydentää sitä. LCA auttaa kuvaamaan elinkaaren vaiheita, panoksia ja vaikutuksia, kun taas eksergia auttaa tunnistamaan, missä kohtaa prosessia käyttökelpoisuutta, laatua ja toiminnallista arvoa menetetään. Tämän vuoksi se voi olla hyödyllinen lisä erityisesti tilanteissa, joissa halutaan vertailla useita elinkaaripolkuja eikä vain todeta, että materiaali on pysynyt kierrossa.
Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että suunnittelussa, purkukohteiden arvioinnissa ja takaisinottoa tukevissa liiketoimintamalleissa uudelleenkäytön onnistumista ei pitäisi arvioida vain sen perusteella, että materiaali pysyy kierrossa. On arvioitava myös, säilyvätkö tuotteen laatu, käyttökelpoisuus ja arvo seuraavaan käyttöä ja käyttökohdetta varten. Tästä syystä materiaalisidonnaisen energian tarkastelua on hyvä täydentää eksergia-ajattelulla. Tällainen tarkastelu auttaa tunnistamaan, milloin rakennusosan purkaminen ehjänä, kunnostus tai uudelleenkäyttö on perusteltua ja milloin nämä ratkaisut johtavat laadun, käyttökelpoisuuden ja arvon heikkenemiseen.
Vaikka eksergia-ajattelu auttaa jäsentämään uudelleenkäytön laadullisia menetyksiä, aiheeseen liittyy vielä paljon käytännön tutkimustarpeita. Rakennusalalla tarvitaan erityisesti konkreettisiin esimerkkituotteisiin perustuvia tarkasteluja, joissa voidaan tunnistaa, missä uudelleenkäyttöketjun vaiheissa käyttökelpoista arvoa menetetään. Samalla olisi tärkeää määritellä reunaehtoja ja tehdä herkkyystarkasteluja niille kohdille, joissa eksergiaa menetetään eniten. Tällöin voitaisiin arvioida tarkemmin esimerkiksi sitä, miten purkutapa, kunnostuksen määrä, kuljetus, varastointi, hylkyosuus tai tuotteen jäljelle jäävä tekninen laatu vaikuttavat siihen, onko uudelleenkäyttö aidosti perusteltu ratkaisu. Artikkeli on kirjoitettu osana RETAKE rakennusalan energiatehokkaat takaisinottomallit -hanketta, jossa tällaisia tarkasteluja kehitetään esimerkkituotteiden avulla.
Sanna Lindgren
tutkijalehtori, 0000–0003–0487–4189, Resurssiviisauden tutkimuskokonaisuus
Sanna on rakennusten hiilijalanjäljen, energiatehokkuuden ja elinkaarivaikutusten arvioinnin asiantuntija. Häntä motivoi kestävän rakentamisen edistäminen ja se, miten energia- ja hiilivirtojen parempi ymmärtäminen voi ohjata rakennusalaa vähäpäästöisempään ja resurssiviisaampaan suuntaan. Taustaltaan hän on rakennus- ja yhdyskuntatekniikan insinööri sekä energiatekniikan diplomi-insinööri.
Milla Syväoja
tutkija, 0009–0003–1098–5915, Resurssiviisauden tutkimuskokonaisuus
Milla työskentelee vähähiiliseen rakentamiseen liittyvien teemojen parissa ja on ollut mukana hankkeissa, joissa on tehty muun muassa hiilijalanjälkilaskentaa ja energiasimulointeja. RETAKE-hankkeessa hän keskittyy elinkaarilaskentaan. Hän on koulutukseltaan rakennus- ja yhdyskuntatekniikan insinööri.
Minna-Riikka Tuohiniitty
tutkija, 0009–0006–5999–7812, Resurssiviisauden tutkimuskokonaisuus
Minna-Riikka työskentelee rakennetun ympäristön ja kestävän kehityksen parissa. Häntä motivoi kokonaisvaltainen lähestymistapa, jossa yhdistyvät tekninen suorituskyky, kulttuuriset arvot ja pitkäjänteinen kestävyys.
Hän toimii tutkijana kansallisissa ja kansainvälisissä TKI-hankkeissa keskittyen kiertotalouteen, energiatehokkuuteen ja osaamisen kehittämiseen. Hän on koulutukseltaan rakennuskonservaattori, rakennus- ja yhdyskuntatekniikan insinööri sekä maiseman- ja kulttuuriperinnön tutkimuksen maisteriopiskelija.
RETAKE-hanke on EAKR Euroopan aluekehitysrahasto (2021-2027) rahoittama hanke, jonka tavoitteena on edistää rakennusalan siirtymistä kohti kiertotaloutta kehittämällä takaisinottomalleja, jotka pidentävät rakennustuotteiden elinkaarta ja vähentävät energiankulutusta sekä neitseellisten luonnonvarojen käyttöä. Hankkeessa etsitään yrityksille taloudellisesti kannattavia ratkaisuja, jotka tukevat kestävää rakentamista ja parantavat rakennusten koko elinkaaren aikaista energiatehokkuutta.
