The potential of material reuse in construction sector : a climate impact perspective
Kainulainen, Joona (2026)
Diplomityö
2026
School of Energy Systems, Ympäristötekniikka
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2026051143015
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2026051143015
Tiivistelmä
The construction sector accounts for approximately 37 % of global greenhouse gas emissions. As operational emissions decline the relative share of embodied carbon continues to grow. Direct reuse of structural components offers a strategy for value retention within the circular economy but remains a marginal practice in Finland. This thesis quantifies the climate impact potential of direct component reuse in the Finnish construction sector and identifies the component types and building categories that offer the greatest reuse potential.
The study combines a quantitative scenario analysis with a qualitative expert interview. A component level “Direct Reuse Index” was developed to assess the feasibility of intact recovery on the basis of deconstruction and separation characteristics. The index was applied to bill of materials data from five real Finnish buildings covering a school, a hotel, an office, an apartment building and a detached house. Four scenarios (base, low, medium and high) were used to compare avoided A1-A3 production stage emissions relative to new components. Calculated per-square-metre results were scaled to national annual demolition volumes. Finally a semi-structured interview with three specialists from the EU-MAT project and Karelia UAS contextualised the findings.
Across the five buildings, the medium scenario yield approximately 898 t CO2e in avoided emissions, roughly one third of the classified production stage emissions. Hollow-core slabs are the single most important component category, contributing approximately 517 t CO2e avoided in the low scenario alone. Precast sandwich façade elements and precast structural concrete add approximately 107 t and 118 t CO2e respectively from the medium scenario onwards. In-situ concrete and reinforcing steel account for around 45 % of classified emissions but contribute nothing to avoided emissions, as monolithic structures cannot be recovered intact.
Scaled to national annual demolition volumes, direct reuse would avoid an estimated 53-88 kt CO2e per year, corresponding to roughly 2 % of the whole construction sector’s annual A1-A3 emissions. Commercial, educational and hotel buildings contributed the largest share. Realising this potential requires pre-demolition audits, standardised certification pathways for reclaimed structural components, procurement instruments that reward embodied carbon reductions and the long term adoption of Design for Deconstruction principles in new construction. Rakennusala aiheuttaa noin 37 % maailman kasvihuonekaasupäästöistä. Käytönaikaisten päästöjen vähentyessä rakennusmateriaalien sidotun hiilen suhteellinen osuus kasvaa jatkuvasti. Rakennusosien suora uudelleenkäyttö on yksi kiertotalouden tehokkaimmista arvonsäilytysstrategioista, mutta sen soveltaminen Suomessa on edelleen marginaalista. Tämän diplomityön tavoitteena on kvantifioida suoran uudelleenkäytön ilmastohyötypotentiaali Suomen rakennusalalla ja tunnistaa ne rakennusosatyypit ja rakennusluokat, joilla uudelleenkäyttöpotentiaali on suurin.
Tutkimus yhdistää määrällisen skenaarioanalyysin ja laadullisen asiantuntijahaastattelun. Työssä kehitettiin rakennusosakohtainen ”Direct Reuse Index”, joka arvioi ehjän purkamisen toteutettavuutta purkuprosessin ja erottelun tai puhdistuksen ominaisuuksien perusteella. Indeksiä sovellettiin viiden suomalaisen kohteen materiaaliluetteloihin: koulu, hotelli, toimisto, kerrostalo sekä omakotitalo. Neljää skenaariota (perus, matala, keskitaso, korkea) tehtiin vältettyjen A1-A3 -tuotantovaiheen päästöjen vertailuun suhteessa uusiotuotantoon. Lasketut neliömetrikohtaiset tulokset skaalattiin Suomen vuosittaisiin purkumääriin. Lopuksi tehtiin haastattelu kolmen EU-MAT-hankkeen ja Karelia ammattikorkeakoulun asiantuntijan kanssa, josta saatiin käytännön kokemuksia tuloksiin.
Viiden rakennuksen otoksessa keskitason skenaario mahdollisti noin 898 t CO2e vältettyjä päästöjä, mikä vastaa noin kolmannesta luokiteltujen rakennusmateriaalien tuotantovaiheen päästöistä. Ontelolaatat olivat tärkein yksittäinen rakennusosakategoria. Jo matalan skenaarion vältetyt päästöt ovat noin 517 t CO2e. Sandwich-julkisivuelementit ja muut betonielementit lisäävät päästöhyötyjä keskitason skenaariosta alkaen noin 107 t ja 118 t CO2e. Paikallavalettu betoni ja rakenneteräs muodostivat noin 45 % tutkittujen rakennuksien luokitelluista päästöistä, mutta eivät mahdollistaneet vältettyjä päästöjä missään skenaariossa. Tämä siksi koska monoliittisia rakenteita ei voida ehjänä järkevästi purkaa.
Kansallisella tasolla tutkittujen materiaalien suora uudelleenkäyttö välttäisi arviolta 53 - 88 kt CO2e vuodessa, mikä vastaa noin 2 % koko rakennusalan vuosittaisista A1-A3 -päästöistä. Suurin osuus tulisi liike, opetus- ja hotellirakennuksista. Potentiaalin realisoituminen edellyttää purkukartoituksia, uudelleenkäytettävien rakennusosien vakiintunutta sertifiointimenettelyä, sidottua hiiltä palkitsevia hankintainstrumentteja sekä Design for Deconstruction -periaatteiden käyttöönottoa uudisrakentamisessa.
The study combines a quantitative scenario analysis with a qualitative expert interview. A component level “Direct Reuse Index” was developed to assess the feasibility of intact recovery on the basis of deconstruction and separation characteristics. The index was applied to bill of materials data from five real Finnish buildings covering a school, a hotel, an office, an apartment building and a detached house. Four scenarios (base, low, medium and high) were used to compare avoided A1-A3 production stage emissions relative to new components. Calculated per-square-metre results were scaled to national annual demolition volumes. Finally a semi-structured interview with three specialists from the EU-MAT project and Karelia UAS contextualised the findings.
Across the five buildings, the medium scenario yield approximately 898 t CO2e in avoided emissions, roughly one third of the classified production stage emissions. Hollow-core slabs are the single most important component category, contributing approximately 517 t CO2e avoided in the low scenario alone. Precast sandwich façade elements and precast structural concrete add approximately 107 t and 118 t CO2e respectively from the medium scenario onwards. In-situ concrete and reinforcing steel account for around 45 % of classified emissions but contribute nothing to avoided emissions, as monolithic structures cannot be recovered intact.
Scaled to national annual demolition volumes, direct reuse would avoid an estimated 53-88 kt CO2e per year, corresponding to roughly 2 % of the whole construction sector’s annual A1-A3 emissions. Commercial, educational and hotel buildings contributed the largest share. Realising this potential requires pre-demolition audits, standardised certification pathways for reclaimed structural components, procurement instruments that reward embodied carbon reductions and the long term adoption of Design for Deconstruction principles in new construction.
Tutkimus yhdistää määrällisen skenaarioanalyysin ja laadullisen asiantuntijahaastattelun. Työssä kehitettiin rakennusosakohtainen ”Direct Reuse Index”, joka arvioi ehjän purkamisen toteutettavuutta purkuprosessin ja erottelun tai puhdistuksen ominaisuuksien perusteella. Indeksiä sovellettiin viiden suomalaisen kohteen materiaaliluetteloihin: koulu, hotelli, toimisto, kerrostalo sekä omakotitalo. Neljää skenaariota (perus, matala, keskitaso, korkea) tehtiin vältettyjen A1-A3 -tuotantovaiheen päästöjen vertailuun suhteessa uusiotuotantoon. Lasketut neliömetrikohtaiset tulokset skaalattiin Suomen vuosittaisiin purkumääriin. Lopuksi tehtiin haastattelu kolmen EU-MAT-hankkeen ja Karelia ammattikorkeakoulun asiantuntijan kanssa, josta saatiin käytännön kokemuksia tuloksiin.
Viiden rakennuksen otoksessa keskitason skenaario mahdollisti noin 898 t CO2e vältettyjä päästöjä, mikä vastaa noin kolmannesta luokiteltujen rakennusmateriaalien tuotantovaiheen päästöistä. Ontelolaatat olivat tärkein yksittäinen rakennusosakategoria. Jo matalan skenaarion vältetyt päästöt ovat noin 517 t CO2e. Sandwich-julkisivuelementit ja muut betonielementit lisäävät päästöhyötyjä keskitason skenaariosta alkaen noin 107 t ja 118 t CO2e. Paikallavalettu betoni ja rakenneteräs muodostivat noin 45 % tutkittujen rakennuksien luokitelluista päästöistä, mutta eivät mahdollistaneet vältettyjä päästöjä missään skenaariossa. Tämä siksi koska monoliittisia rakenteita ei voida ehjänä järkevästi purkaa.
Kansallisella tasolla tutkittujen materiaalien suora uudelleenkäyttö välttäisi arviolta 53 - 88 kt CO2e vuodessa, mikä vastaa noin 2 % koko rakennusalan vuosittaisista A1-A3 -päästöistä. Suurin osuus tulisi liike, opetus- ja hotellirakennuksista. Potentiaalin realisoituminen edellyttää purkukartoituksia, uudelleenkäytettävien rakennusosien vakiintunutta sertifiointimenettelyä, sidottua hiiltä palkitsevia hankintainstrumentteja sekä Design for Deconstruction -periaatteiden käyttöönottoa uudisrakentamisessa.