Livscykelanalys på stommaterial

(1)

Örebro universitet Örebro University

Institutionen för naturvetenskap och teknik School of Science and Technology 701 82 Örebro SE-701 82 Örebro, Sweden

Examensarbete 15 högskolepoäng C-nivå

- En jämförande livscykelanalys med fokus på koldioxidutsläpp och energianvändning.

Hanna Westbom & Jessica Lundgren Byggingenjörsprogrammet 180 högskolepoäng

Örebro vårterminen 2018

Examinator: Peter Roots

LIFE CYCLE ANALYSIS OF FRAME MATERIAL

(2)

(3)

FÖRORD

Detta examensarbete omfattar 15 högskolepoäng inom huvudområdet byggteknik och är det avslutande arbetet på byggingenjörsprogrammet på Örebro universitet. Detta arbetet har skrivits på Örebro universitet i samarbete med NA Bygg i Hallsberg och avslutades i maj 2018.

Vi skulle vilja tacka våra två handledare Camilla Persson, universitetslektor vid institutionen för naturvetenskap och teknik för den goda handledningen genom examensarbetet samt Anna Lundh, KMA/ projektingenjör på NA Bygg, Hallsberg. Vi skulle även vilja tacka alla på NA Bygg, Hallsberg som varit hjälpsamma, bidragit med kunskap och svarat på våra frågor, dessutom vill vi tacka Moelven, Töreboda, Thomas betong, Örebro, Woodys bygghandel, Hallsberg för att de tagit sig tid att svara på de frågor vi haft under arbetets gång.

Örebro, Maj 2018 Jessica Lundgren Hanna Westbom

(4)

(5)

SAMMANFATTNING

I Sverige släpper byggbranschen ut cirka 10 Mton koloxid varje år, vilket motsvarar 17% av Sveriges totala utsläpp av koldioxid. När det kommer till energianvändningen står

byggindustrin för cirka 99 TWh, den energianvändningen motsvarar 32 procent av den totala energianvändningen i Sverige.

På grund av den stora miljöpåverkan som byggbranschen bidrar med ville vi i detta arbete jämföra olika material som används i byggnadskonstruktioner för att skapa en uppfattning om vilket material som har lägst miljöpåverkan. För att kunna göra detta inom en rimlig tidsram begränsade vi oss till att studera två stommaterial, betong och trä, i två befintliga byggnader. För att göra denna jämförelse av dessa två stommaterial utfördes en livscykelanalys.

De miljöpåverkanskategorier som har studerats är klimatpåverkan och resursanvändning i form av utsläpp av koldioxidekvivalenter och energianvändning. Arbetet har avgränsats till att endast undersöka de ingående materialen från utvinning av råmaterial och fram till leverans av material på byggarbetsplatsen. I studien har endast de material som krävs för att

stommarna skall uppfylla samma brand- och hållfasthetskrav studerats.

Resultatet visade att betongstommen hade lägre energiförbrukning och utsläpp av

koldioxidekvivalenter än trästommen. För att stommarna skulle uppfylla samma brand- och hållfasthetskrav krävdes enbart tre material i betongstommen, dessa var plattbärlag, betong och armering. För trästommen krävdes däremot sju olika material, dessa var limträ, kerto-Q, stål, brandgips och normalgips, flytspackel och armering. Detta är något som påverkade resultatet avsevärt, då fler tillverkningsprocesser och transporter togs i beaktning.

Nyckelord: Livscykelanalys, miljöpåverkan, koldioxid, energiförbrukning, stommaterial, trä,

(6)

ABSTRACT

The environmental impact caused by companies is a major topic that affects all kind of industries. One big industrial sector which contributes to the environmental impact is the construction industry. In Sweden, the construction industry releases approximately 10 Mton of carbon dioxide every year, which is 17 % of Sweden’s total emission of carbon dioxide. When it comes to the energy use, the construction industry accounts for approximately 99 TWh, this use of energy is 32 % of Sweden’s total use of energy.

Because of the big environmental impact that the construction industry contributes with, we wanted to compare different materials used in the construction of houses, to see which material that have the lowest impact on the environment. Due to the time limit we investigated two different houses made from two different framing material, wood and concrete. To be able to evaluate which framing material of the two that have the lowest environmental impact we have made a life cycle analysis.

We have chosen to compare the two different framing materials by investigating how much carbon dioxide that are released and how much energy that are used for both concrete and wood when using them as a framing material. The report is limited to only investigate the environmental impact that the two materials contributes with, from the raw material extraction to the delivery of the material to the construction site. In this report we have only, except the framing material itself, looked at the additional material that are needed for the two different framing materials to fulfil the fire and strength demands.

The result of the report showed that the concrete construction had both lower use of energy and release of carbon dioxide compared to the wood construction. The wood construction had seven additional materials, when the concrete construction only had three additional materials. This did of course have an impact on the result, since there was more manufacturing

processes and transportations to consider in the analysis for the wood construction.

Keywords: Life cycle analysis, environmental impact, carbon dioxide, energy consumption,

(7)

INNEHÅLLSFÖRTECKNING

1 INLEDNING ... 1 1.1 Bakgrund ... 1 1.2 Problembeskrivning ... 1 1.3 Syfte och mål ... 2 1.4 Metod ... 2 1.4.1 Litteraturstudie ... 2 1.4.2 LCA-studie ... 2 1.5 Beskrivning av referensobjekt ... 2 1.5.1 Fallskärmen ... 2 1.5.2 Sågen ... 3 1.5.3 Brandskyddskrav ... 3 1.5.4 Hållfasthet ... 3 2 LITTERATURSTUDIE ... 5 2.1 Livscykelanalys ... 5

2.1.1 Fas 1. Definition av mål och omfattning ... 5

2.1.2 Fas 2. Inventeringsanalys ... 6

2.1.3 Fas 3. Miljöpåverkansbedömning ... 6

2.1.4 Fas 4. Tolkning av resultat ... 6

2.2 Trä ... 6

2.3 Betong ... 7

2.4 Livscykelanalyser av stommar ... 8

2.4.1 jämförelse mellan stommaterial. Med fokus på energianvändningen under tillverkningsfasen. ... 8

2.4.2 Klimatpåverkan och energianvändning för ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong. ... 9

2.4.3 Klimatpåverkan för ett nyproducerat flerbostadshus med massiv stomme av trä 10 3 LCA AV REFERENSOBJEKT ... 11 3.1 Avgränsningar ... 11 3.2 Data för beräkningar ... 12 3.3 Fallskärmen ... 13 3.3.1 Limträ ... 14 3.3.2 Kerto-Q ... 14 3.3.3 Stål ... 14 3.3.4 Gips ... 15 3.3.5 Flytspackel ... 15

(8)

3.3.6 Transporter ... 16 3.4 Sågen ... 17 3.4.1 Plattbärlag ... 17 3.4.2 Betong ... 17 3.2.3 Armering ... 18 3.4.3 Transporter ... 18 4 RESULTAT ... 19 4.1 Litteraturstudie ... 19 4.2 Livscykelanalys ... 19 4.2.1 Fallskärmen ... 19 4.2.2 Sågen ... 21 4.3 Jämförelse av resultat ... 23 5 DISKUSSION ... 25 6 SLUTSATS ... 27 7 REFERENSER ... 28

(9)

1 INLEDNING

1.1 Bakgrund

Miljön är en viktig fråga i dagens samhälle och klimatbelastningen från olika branscher i Sverige blir allt mer belyst. Byggbranschen är en av dessa. Klimatpåverkan från

byggbranschen är hög, de årliga utsläppen är 10 Mton CO2 vilket motsvarar 17 procent av de totala utsläppen av koldioxid i Sverige [1]. Precis som utsläppen av CO2 står byggbranschen för en stor del av den energi som förbrukas i Sverige. Tillsammans med fastighetssektorn står byggbranschen för 31 procent av den totala energianvändningen varje år. Detta motsvarar omkring 99 TWh [2].

Transporter är också något som utgör ett stort miljöhot idag och detta beror främst på att transportsektorn är beroende av fossila bränslen. 25 procent av den transporterade vikten i Sverige går till och från byggarbetsplatser [3]. Detta betyder att valet av material och produkter vars transporter är bättre för miljön bör tas i beaktning. Majoriteten av alla transporter inom byggsektorn sker med lastbilar och dessa har under det senaste året ökat jämfört med andra transportmedel[3]. Andra vanliga transportmedel som förkommer inom byggsektorn är transportering med båt och med tåg. Tåg är ett transportmedel som till stor del drivs av el som är förnyelsebar, detta medför att inverkan på miljön inte blir lika stor som för transporter med lastbil [3].

Olika material och deras tillverkningsprocess har en stor inverkan på miljön. Det har länge funnits en uppfattning om att produktionsfasen står för endas 15 procent av den totala klimatpåverkan under en byggnad livstid och driftsfasen för 85 procent [4]. Därför har stort fokus lagts på ett minska miljöpåverkan från driftsfasen vilket har medfört att byggnaderna har blivit allt mer energieffektiva. Samtidigt har produktionsfasen blivit eftersatt [4].

För att uppnå ett hållbart samhälle, där vi tar tillvara på jordens resurser på ett effektivare och mer skonsamt sätt för miljön, måste vi börja använda material som är hållbara. Genom att skaffa oss en uppfattning om dagsläget och sprida de kunskaper som finns idag om material och deras klimatpåverkan kan vi fatta bättre/smartare beslut som kommer leda till ett hållbarare samhälle. Detta gäller både för nybyggnationer och renoveringar.

I en skrivelse från regeringen, en klimatstrategi för Sverige, belyser de behovet av förbättrad kunskap vad det gäller energieffektivt byggande samt miljö- och klimatpåverkan ur ett livscykelperspektiv [5]. En Livscykelanalys (LCA) är en metod som kan användas för att skapa en uppfattning av miljöpåverkan från en produkt eller en process från "vagga till grav". Där tillverkningen/framställning, transporter och avfallshantering/återvinningen av

exempelvis produkten ska studeras. Det är vanligt att begränsa livscykelanalysen till systemgränsen "vagga till grind" dvs. från tillverkning till färdig produkt.

1.2 Problembeskrivning

Problemet är att fokus oftast läggs på klimatpåverkan och energibehovet under driftsfasen av en byggnad och inte på val av byggnadsmaterial med hänsyn till deras påverkan på miljön. Olika material och deras tillverkningsprocess påverkar byggnadens klimatpåverkan under hela livstiden och är därför något som bör tas i beaktning under projekteringen för en byggnad, t ex. vid val av stomme.

(10)

1.3 Syfte och mål

Arbetet består av en förenklad livscykelanalys där syftet är att undersöka energianvändningen och koldioxidutsläppen från två befintliga byggnaders stommaterial och jämföra dessa med varandra. Med stomme menas vertikalt och horisontellt bärande delar i en byggnad, vertikalt bärande innebär väggar eller pelare och horisontellt bärande innebär bjälklag eller balkar. Målet med arbetet är att se vilken av stommarna som förbrukar minst energi och vilken av stommarna som har lägst miljöpåverkan i from av utsläpp av CO2ekv och på så sätt skulle kunna anses vara bättre ur ett miljöperspektiv. Resultatet av detta arbete kommer enbart att användas i denna rapport och tjänar inget annat syfte.

I detta arbete är målet att besvara följande frågor:

• Vilken av de olika byggnadernas stommar förbrukar minst energi? • Vilken av de olika byggnadernas stommar har lägst miljöpåverkan?

• Vilka av de ingående materialen i respektive stomme förbrukar mest energi? • Vilka av de ingående materialen i respektive stomme har störst miljöpåverkan?

1.4 Metod

De metoder som används i arbetet är litteraturstudie samt en förenklad LCA.

Livscykelanalysen följer inte någon av de standarder som finns utan följer enbart principen.

1.4.1 Litteraturstudie

En litteraturstudie utfördes i syfte att undersöka vad som tidigare gjorts inom ämnet och på så vis skapa en bild över den kunskap som finns idag. Denna kan vara till hjälp för att undvika att upprepa andars misstag eller skapa en kopia av tidigare arbeten. Dessutom kan en litteraturstudie vara till hjälp för att formulera frågeställningen, välja metoder och tolka resultatet. För att kunna tolka resultatet på bästa sätt är det nödvändigt att göra det med hänsyn till vad som är känt inom området sedan tidigare. [6]

1.4.2 LCA-studie

För att jämföra de olika byggnadernas stommaterial utfördes en förenklad LCA, från utvinning av råmaterialen till leverans av materialen på byggarbetsplatsen där energianvändningen och utsläpp av koldioxidekvivalenter undersöktes.

Beräkningarna utfördes för hand, med andra ord har inget dataprogram använts.

1.5 Beskrivning av referensobjekt

De två stommarna som undersöktes är i huvudsak i trä och betong. Valen av material har tagits fram i samråd med NA Bygg, dels för att det är två vanliga stommaterial och dels för att företaget var intresserade av resultatet.

1.5.1 Fallskärmen

NA bygg håller nu på att uppföra kvartert Fallskärmen, som är beställt av John Ekstöm Bygg AB, i Södra ladugårdsängen i Örebro. Byggnaden planeras stå klar i sltutet av 2018. Kvarteret

(11)

Fallskärmen är ett 6 våningshus med stomme, pelare och bjälklag i trä där första våningen består av 6 stycken förskoleavdelningar och resterande blir 53 stycken lägenheter fördelat på 4 våningar samt ett parkeringsgarage i källarvåningen.

1.5.2 Sågen

Kvarteret Sågen är en byggnad som NA Bygg har uppfört där beställaren är Örebro bostäder (ÖBO). Byggnaden är ett 6 våningshus med en stomme i betong. Precis som Fallskärmen har Sågen parkeringsgarage i källarvåningen och resterande 5 våningar innehåller hyresrätter

1.5.3 Brandskyddskrav

Byggnadernas behov av brandskydd styrs av byggnadsklass (Br) och verksamhetsklass (Vk). Sedan ska varje konstruktionsdel indelas efter funktion för att fastställa den brandtekniska klassen för den. [7]

Vid bedömning av byggnadsklassen tas hänsyn till troliga brandförlopp, möjliga

konsekvenser av en brand samt byggnadens komplexitet, exempelvis antalvåningar och verksamhetsklasser i byggnaden. Byggnadsklassen för både Fallskärmen och Sågen är Br1 och innebär byggnader med stort skyddsbehov. Verksamhetsklassen för byggnaderna är VK 3 och omfattar bostäder.

Konstruktionsdelarnas olika funktioner kan vara bärande (R), avskiljande (E) och isolerande (I). Bärverket (stommen) hos båda byggnaderna uppfyller samma brandsäkerhetsklass och krav på brandteknisk klass. För vertikalt bärverk, bärande väggar och pelare, är

brandsäkerhetsklassen 5 vilket innebär en brandteknisk klass på R 90 och för horisontellt bärverk, bjälklag, är brandsäkerhetsklassen 4 vilket innebär en brandteknisk klass på R 60. Siffrorna 60 respektive 90 beskriver tiden, i minuter, för vilket konstruktionsdelen uppfyller sin funktion samtidigt som den utsätts för brand. [7]

1.5.4 Hållfasthet

Det som styr kraven på bärförmåga, beständighet och stadga hos en byggnad är eurokoderna och europeiska konstruktionsstandarder (EKS). Genom dessa ställs ett nationellt krav på byggnadens utformning genom regler för beräkning och krav på olika nivåer. Detta är en förutsättning för att uppnå en fungerande internationell byggmarknad och ett hållbart konstruktionsarbete. [8]

Kraven för en byggnads bärförmåga är att den skall vara lika stor eller större än de laster som byggnaden utsätts för under användning eller under produktion. Byggnader kan delas in i säkerhetsklasser (SK) gällande risken för att personskador inträffar vid brott i en byggnadsdel.

• Säkerhetsklass 1 (låg) liten risk för personskada • Säkerhetsklass 2 (normal) någon risk för personskada • Säkerhetsklass 3 (hög) stor risk för personskada

Livslängden är den tid som en byggnads konstruktion skall uppfylla kraven för funktion och säkerhet. Kraven för en konstruktion i säkerhetsklass 2 och 3 skall minst väljas till 50 år (L50) för delar i konstruktionen som är tillgängliga för underhåll och kontroll. För delar som inte är tillgängliga för underhåll och kontroll väljs 100 år (L100). [9]

(12)

Fallskärmen och Sågen har samma krav vad det gäller säkerhetsklass, beständighet samt dimensioneringsvärden för lastberäkning. Säkerhetsklassen för bjälklagen är SK 2 och för pelare, balkar och bärandeväggar SK 3. Båda konstruktionernas krav på beständighet är L100 för stomdelar och L50 för övriga delar. Dimensioneringsvärden för snölast är 2,5 kN/m2, för vistelselast 2.0 kN/m2_{och för vindlast 23 m/s.}

(13)

2 LITTERATURSTUDIE

2.1 Livscykelanalys

LCA är en metod för att avgöra hur stor den totala miljöpåverkan av en produkt eller process är. I utförandet av en LCA kan hela kedjan betraktas, från framställning till avfallshantering av produkten. I analysen tas hänsyn till råvaruutvinning, energianvändning, utsläpp till luft, mark och vatten samt påverkan från alla transporter tas i beaktning. Analysen kan och avgränsas till att enbart delar av livscykeln studeras. [10]

Att studera hela kedjan för en produkt, dvs från vagga till grav, innebär att alla delprocesser och flöden kopplade till tillverkning, användning, drift/underhåll samt avfallshantering för en produkt skall analyseras. Detta innebär att arbetet kan bli stort och svårt att genomföra samt att det medför att flera antagande kan behövas göras. Genom att dra systemgränserna på olika sätt kan studien begränsas. Hur systemgränserna skall dras beror på vilken frågeställning som skall besvaras. [11]

En livscykelanalys är indelad i fyra olika faser. • Fas 1. Definition av mål och omfattning • Fas 2. Inventeringsanalys

• Fas 3. Miljöpåverkansbedömning • Fas 4. Tolkning

2.1.1 Fas 1. Definition av mål och omfattning

Den första fasen i en LCA är att definiera syftet, målen, omfattningen och avgränsningen för analysen. Detta är ett svår och viktigt arbetssteg som innebär en klargöring av varför analysen utförs, vad resultatet skall användas till samt definiera avgränsningar gällande

produktsystemets storlek. Vilka eller vilken miljöpåverkanskategori som skall undersökas skall definieras i den första fasen Detta är nödvändigt för att åstadkomma en modell som är förankrad med verkligheten. Det är tillåtet att utesluta sådant som inte påverkar resultatet nämnvärt och därför är det viktigt att motivera alla beslut som fattas angående vad som skall inkluderas och inte.

I den fösta fasen skall en funktionell enhet definieras. Det primära syftet med denna är att skapa en referensenhet till vilken input- och outputdata kan knytas. Det är viktigt att den funktionella enheten är mätbar och tydligt definierad. Den mängd materia som behövs för att uppfylla den funktionella enheten skall specificeras. Den funktionella enheten gör det möjligt att utföra jämförelser mellan olika system. Om en jämförelse mellan två olika system skall utföras är det viktigt att dessa är jämförbara med varandra. [12]

En första bild skall skapas över det produktsystem och de systemgränser som gäller. Utifrån systemgränserna kan en definition om vilka processer som skall inkluderas i modellen skapas. Det är viktigt att vara tydlig med hur systemgränserna skall definieras eftersom att en LCA kan göras hur detaljerad som helst. Exempelvis om en produkt är skapad av en maskin kan den maskinen väljas att studeras och maskinen som i sin tur skapade denna osv. Vanligt är att enbart inkludera de produkter eller processer som påverkar resultatet mer än 2 procent. [13]

(14)

2.1.2 Fas 2. Inventeringsanalys

I fas två skall en inventeringsanalys utföras, den innefattar insamling av data samt

beräkningar. De data som kan behövas är resurs-, avfalls-, utsläpp-, och produktionsdata för alla tillverkningsprocesser i det valda produktsystemet. Det valda produktsystemet som definierats i mål och omfattning skall omvandlas till ett processträd eller flödesschema där alla aktiviteter i processträdet delas in i så kallade enhetsprocesser. Enhetsprocesser är den minsta enheten i en LCA och har en input samt output knuten till sig. Under fas två kan det bli aktuellt att gå tillbaka till den fösta fasen för att ändra på systemgränserna och även i vissa fall omfattningen på grund av bristen på data. [12]

2.1.3 Fas 3. Miljöpåverkansbedömning

Den tredje fasen innefattar att göra en miljöpåverkansbedömning, vilket innebär en värdering av den data som samlats in under fas 2. Detta görs för att skapa en förståelse över

miljöpåverkan från det produktsystem som valts att analyseras. [12]

2.1.4 Fas 4. Tolkning av resultat

Under tolkningen av resultat är syftet att analysera resultaten som framkommit i fas 3, miljöpåverkansbedömningen. Här ska väsentlig miljöpåverkan identifieras samt en sammanfattning av slutsatser och rekommendationer göras. Osäkerheter av tolkningen i resultaten ska klart och tydligt framgå samt vad dessa beror på. [14]

2.2 Trä

I Sverige har det länge funnits en tradition att bygga i trä och därför är trä ett av de mest använda stommaterialen när det kommer till småhus. Ca 90 procent av alla småhus byggs idag av trä [15]. När det kommer till flerfamiljshus är användningen av trä inte lika stor, men den växer. En anledning till den begränsning som finns för flerfamiljshus i trä är att det i nästan 100 år fanns ett förbud mot att bygga hus med fler än två våningar i trä, anledningen till detta var brandrisken. Nya funktionskrav togs fram, som innebar att flera olika lösningar kunde uppfylla brandskyddskreven och 1994 hävde man förbudet. Detta medförde att man kunde börja bygga den kunskap som gått förlorad under de år förbudet gällde. [16]

Trä ha många bra egenskaper, några av dem är dess höga bärförmåga i förhållande till sin vikt, möjligheten att omvandla materialet till andra produkter samt flexibiliteten och möjligheten att kunna göra ändringar i efterhand i byggnaden. [17]

Risken för köldbryggor och kondens är mindre i konstruktioner av trä jämfört med stål och betong. Detta beror på träets goda värmeisoleringsförmåga [16]. Kraven för brandmotstånd och ljudisolering skiljer sig mellan småhus och flerfamiljshus genom ökade krav för ökat antal våningar. För att skydda stommen mot brand kläs den in med gipsskivor antigen vanliga eller extra brandbeständiga. Kravet på brandmotstånd och därmed vilken typ av gips som skall användas skiljer sig exempelvis genom att konstruktionsdelen är enbart avskiljande eller bärande [17].

Trä anses vara ett förnyelsebart och klimatsmart material eftersom det bildas naturligt genom fotosyntesen i naturen, under denna process binds koldioxid från luften i trädet och kolet förblir bundet fram tills att trämaterialet förmultnar eller förbränns. Trämaterial kan

(15)

återvinnas flera gånger och det är inte förens materialet slutligen förbränns som koldioxiden frigörs, samtidigt som energin från förbränningen utnyttjas. Genom att den koldioxid som frigörs vid förbränningen fångas upp av träd som växer kan den utnyttjade energin också kallas för koldioxidneutral eftersom inget nettotillskott tillförs i atmosfären [18]. I figur 1 illustreras kretsloppet för trä.

Figur 1. Träprodukters kretslopp.

2.3 Betong

Betong är ett av de mest använda byggnadsmaterialen och materialet har goda egenskaper när det kommer till brand och ljudisolering. Oarmeradbetong har hög tryckhållfasthet och för att även uppnå hög draghållfasthet kompeliteras materialet med armering. Armering är

exempelvis stänger av stål som har goda egenskaper att ta upp dragkrafter. [19]

Materialet betong består av cementpasta och ballast. Cementpastan består av cement, vatten och eventuella tillsatsmedel och ballasten är krossat bergmaterial i olika storlekar. Vid blandning av materialen genereras en formbar massa, när cementet reagerar med vattnet styvnar materialet snabbt för att sedan hårdna och utveckla en bra hållfasthet. Egenskaperna för betongen bestäms till stor del av förhållandet mellan vatten och cement, det så kallade vattencementtalet (vct-tal). [19]

Cement tillverkas av finmalen kalksten och lera som genom upphettning till ca 1450 grader omvandlas till små kulor av cementklinker. Kulorna mals tillsammans med gips och bildar cementpulver av olika klasser. Se figur 2. [20]

(16)

Figur 2. Tillverkning cement. [20]

Utsläppen av koldioxid som uppstår vid tillverkningen kan anses kompenseras till viss del av olika faktorer. En av dessa faktorer är energibesparingspotentialen i betongbyggnader som är kopplad till betongens förmåga att lagra värme. Detta bidrar till att begränsa det totala

energibehovet för uppvärmning av byggnaden. [21] En annan kompensationsfaktor är att betongen karbonatiserar, vilket innebär att koldioxiden i luften reagerar med

kalciumhydroxiden i härdad betong som leder till att koldioxid binds tillbaka i betongen. [22]

2.4 Livscykelanalyser av stommar

Nedan följer tre tidigare utförda livscykelanalyser av stommaterial.

2.4.1 jämförelse mellan stommaterial. Med fokus på energianvändningen under tillverkningsfasen.

Mi von Ahn har 2016 gjort ett examensarbete på Umeå universitet där tre vanliga stommaterial undersöktes och jämfördes med varandra med fokus på endast

energianvändningen under tillverkningsfasen. Stommaterialen som undersöktes var trä, betong och stål kombinerat med prefabricerad betong. För att jämföra stommaterialen

utfördes en LCA där syftet med arbetet var att utreda vilket av stommaterialen som hade lägst energianvändning under just tillverkningen. Arbetet avgränsades till att studera utvinning, bearbetning av råmaterial samt tillverkning av produkt/byggnadsdel och transport till byggarbetsplatsen.

I arbetet kom man fram till att betongstommen var det alternativ som förbrukar minst energi från tillverkning fram till leverans på byggarbetsplatsen. Den totala energianvändningen under tillverkningsfasen och för transport till arbetsplatsen var ca 815 000 MJ för betongstommen, för kombinerade stålstommen ca 1 054 000 MJ och för trästommen ca 1 230 000 MJ, se figur 3.

(17)

Figur 3.Resultat för totala energianvändningen från modul A1 till A4, för tre olika stommaterial. [23]

Detta betyder att betong är det stommaterial som i det här fallet skulle vara det bättre materialet att välja med avseende på energianvändningen och tillverkningen och trä skulle vara ett sämre alternativ. [23]

2.4.2 Klimatpåverkan och energianvändning för ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong.

IVL, Svenska miljöinstitutet har i samarbete med Kungliga tekniska högskolan och Sveriges Byggindustrier genomfört en LCA där de undersökt klimatpåverkan och energianvändningen från ett nyproducerat flerbostadshus, kvarter Blå jungfrun. Blå Jungfrun är ett lågenergihus där stommen och ytterväggarna är i betong. Syftet med arbetet var att göra en konkret och transparent bedömning av klimatpåverkan och energianvändningen från detta flervåningshus med lågenergiprofil.

Resultatet visar att klimatpåverkan för produktionsfasen är 350 kg CO2ekv/m2 Atemp, se figur 4. Beroende på dimensioneringsperiod samt val av energi under driften står produktionsfasen för 20-80 procent av den totala klimatpåverkan och 15-50 procent av den totala

energianvändningen. Resultaten visar att det är viktigt att ta hänsyn till klimatpåverkan och energianvändningen från produktionsfasen för en byggnad, då dessa är högre än vad man tror. Tidigare har största andelen av klimatpåverkan från en byggnad varit under driftsfasen men ju mer energieffektiva byggnaderna blir desto större del av klimatpåverkan överförs till

produktionsfasen. [24]

(18)

2.4.3 Klimatpåverkan för ett nyproducerat flerbostadshus med massiv stomme av trä

IVL, KTH och Sveriges Byggindustrier har som en uppföljning på arbetet med kvarter Blå jungfrun även gjort en LCA på kvarter Strandparken. Kvarter Strandparken är ett

flervåningshus med stomme och ytterväggar i trä och grunden, garaget och källarvåningen är i betong. Syftet med detta arbete var att göra ytterligare en transparent bedömning av

klimatpåverkan från ett flerbostadshus, men med fokus på en byggnad med massivträstomme denna gång.

Resultatet visar att totala klimatpåverkan, under byggnadens livstid, blir ca 700 kg CO2ekv/m2. Studerar man enbart byggprocessen, utan markarbeten, står den för 38 procent av den totala klimatpåverkan, där tillverkning av de olika materialen står för den största delen av detta. Betongen som används i grund, källare och garage står ensam för 22 procent medan trä och isolering i väggarna står för 7 respektive 8 procent vardera. Resultatet variera dock beroende på val av energi under användningsfasen. I figur 5 redovisas resultaten för byggnaden från modul A1-A5 fördelat över olika delar i byggprocessen. [25]

Figur 5. Resultat för klimatpåverkan från byggprocessen (modul A1-A5) för kvarter Strandparken. [25]

(19)

3 LCA AV REFERENSOBJEKT

Syftet och målet med denna LCA var att jämföra materialen i två stommar på två befintliga byggnader för att skapa en uppfattning om vilken av dessa stommar som har minst

energianvändning och vilken som släpper ut minst koldioxidekvivalenter från tillverkningen av materialen och fram till leverans på byggarbetsplatsen.

Den funktionella enheten som användes i denna studie är miljöpåverkan/m2_{i form av MJ och}

CO2ekv. Eheten valdes eftersom byggnaderna som studerades inte är lika stora och genom att dividera resultatet av energianvändningen och koldioxidutsläppen på byggnadernas totala area blir resultaten för de båda stommarna jämförbara.

Systemgränserna för denna studie innefattar modul A1-A4, där utvinning av råmaterial, tillverkning av produkterna samt transporter av materialen till byggarbetsplatsen ingår. De miljöpåverkanskategorier som studerades i detta arbete är klimatpåverkan -

koldioxidekvivalenter, kg CO2ekv och resursanvändning- energi, MJ

3.1 Avgränsningar

Arbetet avgränsas till att undersöka koldioxidutsläppen och energianvändningen för stommaterialen från vagga till grind, dvs. produktskedet och leverans av materialen från tillverkarna till byggarbetsplatsen, modul A1 till A4, se figur 6.

Följande delar har undersökts:

• Råmaterialframställning • Transport till fabrik

• Tillverkning av byggmaterial • Transport till bygget

Figur 6. Systemgränser

Då det finns vissa skillnader mellan byggnaderna kommer arbetet att avgränsas och vissa saker kommer att bortses från i arbetet. Detta för att jämförelsen av stommarna skall bli så

(20)

rättvis som möjligt. Nedan presenteras det som skiljer de olika byggnaderna åt och hur det kommer att tas i beaktning under arbetet.

• Byggnaderna är inte exakt lika stora vilket medför att resultaten kommer att divideras med totala arean för byggnaderna för att få jämförbara resultat.

• Stommarna har samma brandskyddskrav och hållfasthetskrav vilket medför att endast de material som krävs för att stommarna skall uppfylla dessa krav tas med i studien. De andra materialen som ingår i stommarna och vars egenskaper avser isolering, värmeledning och/eller, ljuddämpnings tas inte med i studien.

• I Fallskärmen är bjälklaget mellan våning 1 och parkeringsgaraget, hisschaktet samt själva parkeringsgaraget gjutet i betong. Eftersom syftet med arbetet är att jämföra två olika stommaterial kommer parkeringsgaraget, bjälklaget mellan parkeringsgaraget och plan 1 samt hisschaktet inte att tas med för någon av byggnaderna.

3.2 Data för beräkningar

Värdena för beräkningarna har i den mån det varit möjligt hämtats från de faktiska

tillverkarna och leverantörerna av material för respektive byggnad. När detta inte varit möjligt har värden för material som har motsvarade funktion och tekniska egenskaper använts. Detta för att beräkningen ska vara så nära verkligheten som möjligt. Data för värdena som användes vid beräkningarna kommer från miljövarudeklarationer (EPD) samt byggvarudeklarationer (BVD). Om det inte var möjligt att få tillgång till dessa värden användes värden från material med liknande funktion och tekniska egenskaper.

BVD och EPD är dokument som ger transparent och jämförbar information om en produkts miljöpåverkan ur ett livscykelperspektiv. Skillnaden mellan dessa är att en EPD utförs av en oberoende tredje part medan en BVD kan utföras av företaget eller tillverkarna själva. Detta medför att en EPD har en mer officiell status. Deklarationen kan redovisa miljödata från olika perspektiv, antingen från utvinning av råmaterial, användning och sluthantering, dvs. vagga till grav. Ett annat perspektiv kan vara från vagga till grind och det innebär från utvinning av råmaterial till produktion. [26]

I LCA beräkningen kommer även transporterna för de olika materialen att studeras. För beräkning av energiåtgången för en lastbil som drivs av diesel används vanligtvis fordonets verkningsgrad, dvs. hur mycket bränsle som förbrukas per tonkilometer (tkm). Tonkilometer innebär lastad vikt multiplicerat med körsträckan. En dieseldriven lastbil antas dra 0,024l/tkm [27]. Energiinnehållet i diesel är ca 9,8 kWh/liter [28], vilket motsvarar ca 35 MJ/liter [29].

𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑓ö𝑟𝑏𝑟𝑢𝑘𝑛𝑖𝑛𝑔(𝑀𝐽) = 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑖𝑛𝑛𝑒ℎå𝑙𝑙 (𝑀𝐽

𝑙 ) ∗ 𝐵𝑟ä𝑛𝑠𝑙𝑒𝑓ö𝑟𝑏𝑟𝑢𝑘𝑛𝑖𝑛𝑔𝑒𝑛 (

𝑙

𝑘𝑚) ∗ 𝑆𝑡𝑟ä𝑐𝑘𝑎(𝑘𝑚) ∗ 𝑉𝑖𝑘𝑡(𝑡𝑜𝑛)

Beräkningen av växthusgaser från transporterna görs genom att beräkna fordonets

bränsleförbrukning multiplicerat med utsläppet av CO2ekv/liter. Diesel har ett utsläppsvärde på ca 2,8 kg CO2ekv/liter. [28]

𝐾𝑜𝑙𝑑𝑖𝑜𝑥𝑖𝑑𝑒𝑘𝑣𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒𝑟(𝑘𝑔 𝐶𝑂₂ₑ) = 𝑈𝑡𝑠𝑙ä𝑝𝑝𝑎𝑣 (𝑘𝑔𝐶O₂ₑ

(21)

3.3 Fallskärmen

Kvarteret Fallskärmen är uppbyggt av ett prefabricerat pelarbalksystem helt i trä som kallas Trä8. Systemet är uppbyggt av pelare, balkar och stabiliseringselement i limträ, bjälklag av Kerto-Q samt smidelsbeslag. Systemet är uppbyggt av 8x8 meter standardmoduler som klarar upp till 8 meters spännvidd se figur 7. [30]

Figur 7. Trä8 [30].

De material som ingår i stommen för Fallskärmen är limträ, kerto-Q, stål i form av beslag och skruv, normalgips, brandgips, flytspackel och armeringsnät, se figur 8.

Arean som kommer att användas för bräkning av resultat är 4 100 m2 för Fallskärmen. Då är parkeringsgaraget, trapphus, balkonger/loftgång borträknat.

Figur 8. Ingående material i stommen till Fallskärmen.

(22)

3.3.1 Limträ

Limträ är ett konstruktionsmaterial som är uppbyggt av sammanlimmade lameller, dvs brädor eller plankor av trä där fiberriktningen i lamellerna går parallellt med längden. Med hjälp av att lamellerna fingerskarvats uppnås ett effektivt materialutnyttjande som möjliggör ett byggande med stora fria spännvidder och hög hållfasthet med hänsyn till egenvikten. [31]

Tabell 1. Total mängd limträ i stomkonstruktionen.

Material Mängd Enhet

Limträ 557 m3

Limträ 240 ton

Tabell 2. Värden för beräkning av energianvändning sam klimatpåverkan för limträ [32]

Kg koldioxidekvivalenter CO2ekv / enhet Total energi (MJ) / enhet Enhet

45 3 898 m3

3.3.2 Kerto-Q

Kerto-Q är en korslimmad skiva som består till 20% av tunna barrträdsfaner d.v.s. tunna flak i tvärgående riktning som korslimmats med väderbeständigt och kokfast lim. Det är formstabilt och har bra styrka i förhållande till sin vik och kan användas i både horisontella och vertikala konstruktioner. [33]

Tabell 3. Total mängd Kerto-Q i stomkonstruktionen.

Kerto-Q 146 m3

Kerto-Q 74 ton

Tabell 4. Värden för beräkning av energianvändning samt klimatpåverkan för Kerto-Q. [34]

130 17 390 m3

3.3.3 Stål

Stål används för att sammanfoga de olika elementen i Trä8 konstruktionen i form av skruv och beslag. Olika sorters stål skiljer sig från varandra men alla kommer ursprungligen från kolstålet vars huvudkomponenter är järn och kol. Stål som innehåller mer kol blir hårdare och sprödare medan lägre kolhalt ger ett mjukare och segare stål. För att uppnå olika egenskaper i stålet krävs tillsatser av legeringsämnen. [19]

Tabell 5. Total mängd stål i stomkonstruktionen.

(23)

Tabell 6. Värden för beräkning av energianvändning samt klimatpåverkan för stål. [35]

2 739 32 796 ton

3.3.4 Gips

För att skydda stommen samt för att den skall uppfylla brandskyddskravet används gips. Balkar, pelare samt undersida bjälklag kläs in i gips. Gipsskivorna som används i Fallskärmen är tillverkade av Norgips. Alla gipsskivor som Norgips tillverkar har antingen ett obrännbart ytskikt och/eller en tändskyddande beklädnad. Tändskyddande beklädnad innebär ett material som under minst 10 minuter hindrar, brännbara material som befinner sig bakom, från att fatta eld. Material kan ur brandsynpunkt delas upp som obrännbara, brännbara och svårantändliga. Gips klassas som obrännbart material. I Fallskärmen används både brandgips och normalgips. [27]

Tabell 7. Total mängd normalgips i stomkonstruktionen.

Normalgips 12.5mm 1696 m2

Normalgips 12.5mm 15 ton

Tabell 8. Värden för beräkning av energianvändning samt klimatpåverkan för normalgips. [36]

2,1 41,2 m2

Tabell 9. Total mängd brandgips i stomkonstruktionen.

Brandgips 15mm 1946 m2

Brandgips 15mm 24 ton

Tabell 10. Värden för beräkning av energianvändning samt klimatpåverkan för brandgips. [37]

Kg Koldioxidekvivalenter CO2ekv / enhet Total energi (MJ) / enhet Enhet

2,9 57,3 m2

3.3.5 Flytspackel

För att skydda bjälklagets ovansida flytspacklas alla ytor med 40 mm TM Express K från TM progress. Vid flytspacklingen används också armeringsnät 6x100 för att stärka

flytspacklingen. Då det inte finns någon EPD eller BVD framtagen för produkten TM express K har värdena för beräkningarna hämtats från ett material med motsvarade funktion och tekniska egenskaper.

Tabell 11. Total mängd flytspackel i stomkonstruktionen.

(24)

Flytspackel 187 ton

Tabell 12. Värden för beräkning av energianvändning samt klimatpåverkan för flytspackel [38]

Kg koldioxidekvivalenter CO2ekv / enhet Total energi (MJ) / enhet Enhe

t

14 142,2 m2

Tabell 13. Total mängd armering i stomkonstruktionen.

Armeringsnät 6x100 8 ton

Tabell 14. Värden för beräkning av energianvändning samt klimatpåverkan för armering. [39]

Kg koldioxidekvivalenter CO2ekv / enhet Total energi (MJ) / enhet Enhe

t

370 6 019 ton

3.3.6 Transporter

I beräkningarna av miljöpåverkan och energiåtgången för de olika stommarna kommer beräknas transporterna ifrån respektive leverantör.

Moelven som ansvarat för resningen av stommen till kvarteret Fallskärmen har även ansvarat för inköp ifrån respektive leverantör så som Kerto-Q samt skruv och beslag vilket gjort att transport beräknats ifrån Moelven för limträ, Kerto-Q samt skruv och beslag. En sträcka på 102 km.

Armeringsnät och gipsskivor är inköpta från Woodys bygghandel i Hallsberg och beräkning för transport är gjord ifrån Hallsberg till Örebro då Woodys bygghandel räknas som

leverantör för dessa material. En sträcka på 32 km.

Flytspackel som använts i byggnaden kommer ifrån TM express i Hallstahammar där de har en tillverkningsfabrik. En sträcka på 88 km.

Tabell 15. Transporter, Fallskärmen

Material Sträcka Fordon Distans

(km)

Limträ Moelven - Fallskärmen Lastbil 102

Kerto-Q Moelven - Fallskärmen Lastbil 102

Stål Moelven - Fallskärmen Lastbil 102

Gips Hallsberg - Fallskärmen Lastbil 32

Armeringsnät Hallsberg - Fallskärmen Lastbil 32

(25)

3.4 Sågen

Sommensystemet i Sågen är uppbyggd av prefabricerade bjälklag i form av plattbärlag och platsgjutna bärande väggar i betong. Betongen kompletteras med armering för att klara draghållfastheten i konstruktionen.

De material som ingår i stommen för Sågen är betong, armering samt plattbärlag, se figur 9. Sågen har en totalarea på 5 200 m2, trapphus, parkeringsgarage, balkonger är då uteslutna ur beräkningen av arean.

Figur 9. Ingående material i stommen till Sågen

Mängder och miljöpåverkan knyten till de olika materialen och deras transporter visas i tabell 16-22.

3.4.1 Plattbärlag

Plattbärlag är ett prefabricerat bjälklagselement som används vid olika

konstruktionslösningar. Elementet består av en skiva i betong som formgjuts vilket medför att skivans undersida är slät och kräver väldigt lite efterarbete. Vid tillverkningen av skivan förses denna med underkansarmering och vid montering på byggarbetsplatsen behöver endast elementet kompletteras med överkantsarmering. [40]

Tabell 16. Total mängd plattbärlag i stomkonstruktionen.

Plattbärlag 6569 m2

Plattbärlag 780 480 kg

Tabell 17. Värden för beräkning av energianvändning samt klimatpåverkan för plattbärlag. [41]

54 8,3 m2

3.4.2 Betong

I stommen används platsgjuten betong till att gjuta de bärande väggarna. Betongen som används är självkompakterande, vilket innebär att den lättare flyter ut och omsluter armeringen samt att det inte krävs någon vibrering.

(26)

Tabell 18. Total mängd betong i stomkonstruktionen.

Betong 1 945 m3

Betong 4 410 477 kg

Tabell 19. Värden för beräkning av energianvändning samt klimatpåverkan för betong. [42]

244 1 379 m3

3.2.3 Armering

Armering används för att öka hållfastheten i byggnadskonstruktioner. Armeringen tar upp drag och skjuvpåkänningar, armeringen förhindrar även sprickbildning i konstruktionen. Armering kan ske på olika sätt, den kan bockas och monteras direkt på byggarbetsplatsen eller monteras i fabrik vid gjutning av ett prefabricerade element. [43]

Tabell 20. Total mängd armering i stomkonstruktionen.

Armering 127 636 kg

Tabell 21. Värden för beräkning av energianvändning samt klimatpåverkan för armering. [39]

Kg koldioxidekvivalenter CO2ekv / enhet Förnyelsebar energi (MJ) / enhet Enhet

370 6 019 ton

3.4.3 Transporter

Precis som för kvarteret Fallskärmen är beräkningarna för klimatpåverkan samt energiåtgång för transport beräknade från respektive leverantör.

Betongen som används i Sågen tillverkas och levereras av Thomas betong AB, Örebro. En sträcka på 7 km.

Plattbärlagen levereras från Skandinaviska byggelement. De har flera fabriker runt om i Sverige men plattbärlagen antas komma ifrån Ängelholm utanför Göteborg. En sträcka på 433 km.

De företag som tillverkar och levererar armering är Celca, där leveransen antas ske från Halmstad. En sträcka på 392 km.

Tabell 22. Transporter, Sågen

Material Sträcka Fordon Distans

(km)

Betong Osmundsgatan - Sågen Lastbil 7

Plattbärlag Ängelholm - Sågen Lastbil 433

(27)

4 RESULTAT

4.1 Litteraturstudie

Detta arbete påbörjades med att en litteraturstudie utfördes. Syftet med litteraturstudien var att ta reda på mer fakta om vad en LCA är, hur en sådan kan utföras på olika sätt samt vad för arbeten som gjorts tidigare inom ämnet. I litteraturstudien har böcker, tidigare

examensarbeten och andra rapporter studerats.

Resultatet från litteraturstudien visar att det finns fler studier/arbeten om livscykelanalyser som gjorts tidigare. Detta visar på att kunskapen om vad en LCA är och varför det är bra att utföra en sådan är stor. Man kan se att många har valt att begränsa livscykelanalysen genom att t.ex. enbart studera en miljöpåverkanskategori. Detta kan vara för att göra det enkelt och tydligt att tolka resultatet av livscykelanalysen samt att underlätta arbetet för de som utför studien. Vanligt är att man väljer att enbart studera koldioxidutsläpp kopplat till olika material eller konstruktioner. En annan tydlig vinkling på arbeten är att man väljer att studera hela processen, d.v.s. från vaggan till graven. Detta medför att många antaganden måste göras i arbetena då man inte kan säga självklart hur lång livslängd en byggnad eller ett material kommer att ha, hur behovet av renovering kommer att se ut. Dessutom måste man göra antaganden angående återvinningen av materialen.

4.2 Livscykelanalys

4.2.1 Fallskärmen

Nedan i tabell 23-27 och figur 10-11 redovisas resultaten av beräkningen för energianvändningen och klimatpåverkan från stommen i Fallskärmen.

Tabell 23. Energianvändning och utsläpp av koldioxidekvivalenter i tillverkningsprocessen för de ingående materialen i Fallskärmen.

Material Mäng d

Enhet Total energi (MJ) Koldioxidekvivalenter (Kg CO2ekv) Limträ 557 m3 2 171 186 25 065 Kerto 146 m3 _{2 538 940} _{18 980} Stål 3,9 m3 1 006 837 84 087 Normalgips 21 m3 80 175 4 087 Brandgips 29 m3 97 181 4 918 Flytspackel 104 m3 369 720 36 400 Armeringsnät 1 m3 47 731 2 934

Summa

6 311 769 176 471

Tabell 24. Energianvändning för transport för Fallskärmen.

Enhet Sträcka Enhet Bränsleförbru kning (l)

Energi (MJ)

Limträ 240 Ton 102 km 586 20 697

Kerto-Q 74 Ton 102 km 182 6 434

(28)

Normalgips 15 Ton 32 km 12 414 Brandgips 24 Ton 32 km 19 659 Flytspackel 187 Ton 88 km 395 13 942 Armeringsnä t 8 Ton 32 km 6 215

Summa

45 014

Tabell 25. Utsläpp av koldioxidekvivalenter för transport för Fallskärmen.

Material Mängd Enhet Sträcka Enhet Bränsleförbr ukning (l) Koldioxidekvivale nter (Kg CO2ekv) Limträ 240 Ton 102 Km 586 1 654 Kerto-Q 74 Ton 102 Km 182 514 Stål 31 Ton 102 Km 75 213 Normalgips 15 Ton 32 Km 12 33 Brandgips 24 Ton 32 Km 19 53 Flytspackel 187 Ton 88 Km 395 1 114 Armeringsn ät 8 Ton 32 Km 6 17

Summa

3 601

Figur 10. Total energiförbrukning fördelat över de ingåendematerialen för Fallskärmen.

34% 39% 17% 1% 2% 6% 1%

Energiförbrukning, material - Fallskärmen

Limträ 34% Kerto-Q 39% Stål 17% Normalgips 1% Brandgips 2% Flytspackel 6% Armeringsnät 1%

(29)

Figur 11. Total klimatpåverkan fördelat över de ingåendematerialen för Fallskärmen.

Tabell 26. Total energianvändning och utsläpp av koldioxidekvivalenter för tillverkning och transport för Fallskärmen.

Fallskärmen Total energi (MJ) Koldioxidekvivalenter (kg CO2ekv)

6 356 783 180 072

Tabell 27. Total energianvändning och utsläpp av koldioxidekvivalenter per kvadratmeter för Fallskärmen

Fallskärmen Total energi (MJ/m2₎ _{Koldioxidekvivalenter}

(kg CO2ekv/m2)

1 550 438

4.2.2 Sågen

Nedan i tabell 28-32 och figur 12-13 redovisas resultaten av beräkningen för energianvändningen och klimatpåverkan från stommen i Sågen.

Tabell 28. Energianvändning och utsläpp av koldioxidekvivalenter i tillverkningsprocessen för de ingående materialen i Sågen

Material Mängd Enhet Total energi (MJ) Koldioxidekvivalenter (Kg CO2ekv) Betong 1 945 m3 2 682 279 474 602 Plattbärlag 6 569 m2 54 523 354 728 Armering 128 ton 768 265 47 227

Summa

3 505 067 876 567 25% 19% 8% 4% 5% 36% 3%

Utsläpp av koldioxidekvivalenter, material

-Fallskärmen

Limträ 25% Kerto-Q 19% Stål 8% Normalgips 4% Brandgips 5% Flytspackel 36% Armeringsnät 3%

(30)

Tabell 29. Energianvändning för transporter för Sågen. Material Mängd Enhet Sträck a Enhet Bränsleförbr ukning (l) Energi (MJ) Betong 4 410 Ton 7 Km 741 26 156 Plattbärlag 780 Ton 433 Km 8 106 286 133 Armering 128 Ton 392 Km 12 001 42 388

Summa

354 678

Tabell 30. Utsläpp av koldioxidekvivalenter för transporter för Sågen.

Enhe t

Sträcka Enhet Bränsleför-brukning(l) Koldioxidekvivalenter (Kg CO2ekv) Betong 4 410 Ton 7 Km 741 2 090 Plattbärlag 780 Ton 433 Km 8 106 22 858 Armering 128 Ton 392 Km 12 001 3 386

Summa

28 374

Figur 12. Total energiförbrukning fördelat över de ingåendematerialen för Sågen.

70% 9%

21%

Energiförbrukning, material - Sågen

Betong 70% Plattbärlag 9% Armering 21%

(31)

Figur 13. Total klimatpåverkan fördelat över de ingåendematerialen för Sågen.

Tabell 31. Total energianvändning och utsläpp av koldioxidekvivalenter för tillverkning och transport för Sågen.

Sågen Energi (MJ) Koldioxidekvivalenter

(Kg CO2ekv)

3 859 745 904 477

Tabell 32. Total energianvändning och utsläpp av koldioxidekvivalenter per kvadratmeter för Sågen.

Sågen Energi (MJ/m2₎ _{Koldioxidekvivalenter}

(Kg CO2ekv / m2)

742 174

4.3 Jämförelse av resultat

I figur 14 nedan redovisas jämförelsen mellan de två stommarna som analyserats i denna studie. I figuren framstår skillnaden mellan energiåtgången (MJ / m2) samt skillnaden i koldioxidutsläpp (Kg CO2ekv / m2_{) som betongstommen respektive trästommen släpper ut.}

53% 42%

5%

Utsläpp av koldioxidekvivalenter, material

- Sågen

Betong 53% Plattbärlag 42% Armering 5%

(32)

Figur 14. Jämförande resultat för Fallskärmen och Sågen. 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Energianvändning (MJ / m²) Koldioxidekvivalenter (CO₂ₑ / m²)

Fallskärmen 1550 MJ / m² 438 CO₂ₑ / m² Sågen 742 MJ / m² 174 CO₂ₑ / m²

(33)

5 DISKUSSION

Målet med detta arbete var att besvara frågeställningen om vilken av stommarna som har lägst klimatpåverkan samt förbrukar minst energi under produktionsskedet och till leverans av materialen på byggarbetsplatsen. Vi ville även undersöka vilka av de ingående materialen som stod för största miljöpåverkan och energianvändning i respektive stomme.

Enligt resultaten är miljöpåverkan från betongstommen cirka 60 procent lägre än för

trästommen och betongstommen har dessutom mer än 50 procent lägre energiförbrukning. Av materialen i betongstommen var det betongen som stod för den största klimatpåverkan och förbrukningen av energi på 53 respektive 70 procent. För trästommen var det Kerto-Q som förbrukade mest energi, 39 procent av den totala energiförbrukningen och flytspacklet stod för den största klimatpåverkan på 36 procent.

Värdena som använts för beräkning av tillverkningsfasen (A1-A3) har hämtats ifrån miljövarudeklarationer samt byggvarudeklarationer från respektive tillverkare. Om det inte funnits värden för ett material har värden från ett material med motsvarande funktion och tekniska egenskaper använts istället. Detta medför att resultaten som framkommit i rapporten inte är helt exakta för referensobjekten eftersom vissa värden är hämtade från en annan EPD eller BVD än den egentliga tillverkarens. Dessutom varierar trovärdigheten mellan en EPD och en BVD vilket även det medför en viss osäkerhet i resultaten. Utförandet av

miljövarudeklarationerna och byggvarudeklarationerna ser olika ut för materialen, ibland har utförarna valt att använda sig av verkliga värden och ibland har uppskattade värden använts. Något som vi inte har tagit hänsyn till i beräkningarna för materialen är

kompensationsfaktorer som t. ex. att trä binder koldioxid. Om detta hade tagit med i beräkningarna kunde värdena för båda stommarna sett annorlunda ut.

För beräkningarna av transporterna (A4) i detta arbete har samma transportmedel med samma förbrukning antagits för alla material. Detta medför att det endast är den transporterade sträckan samt vikten som skiljer transporterna för de olika materialen åt. Detta medför en stor osäkerhet i resultaten eftersom det i verkligheten inte är så troligt att man använt samma typ av transportmedel med samma förbrukning. En annan osäkerhet i beräkningarna av

transporter är att vi valt att anta att materialen levererats från tillverkarna eller leverantörerna som vi fått uppgifter om från NA Bygg och har alltså inte studerat transporterna från

tillverkningsfabriken till eventuell mellanhand och slutligen till byggarbetsplatsen. Valet att göra så baserades på att det var svårt att få fram rätt information från majoriteten av

leverantörerna.

Arbetet hade kunnat gjorts annorlunda genom att man hade kunnat göra en mer generaliserad jämförelse mellan två stommar, en i trä och en i betong. Att man tagit fram underlag och ritningar för två stommar som är varandras exakta motsvarigheter gällande alla krav som kan ställas på en stomme samt utformning. Resultatet hade då kunnat gett en tydligare och mer korrekt bild över vilken av det två olika materialen som hade kunnat anses vara bäst ur ett miljöperspektiv. En annan vinkling på arbetet hade varit att man studerat stommarna utifrån andra funktionskrav på stommarna eller med andra avgränsningar i livscykelanalysen. Om man inte hade studerat stommarna utifrån de krav vi ställt i detta arbete så hade antagligen resultatet att sett annorlunda ut. Om man jämför med de andra arbetena som vi kollat på i litteraturstudien så ser man att byggnaden Blå jungfrun, som hade en

(34)

trästomme, släpper ut under tillverkningsfasen. Alltså betyder det att om man hade jämför de rapporterna skulle man kunna säga att det är trästommen som är det bättre alternativet ur miljösynpunkt. Detta betyder att resultaten från detta arbete och andra arbeten där man utfört en livscykelanalys inte går att jämföra med varandra hur som hellst utan det är helt avgörande vad man väljer att ta med i studien, vilka avgränsningar man gör i arbetet, vilka krav man ställer på produktsystemet som studeras samt under vilka faser i livscykelanalysen det studeras.

(35)

6 SLUTSATS

Frågeställningarna i detta arbete var:

1. Vilken av de olika byggnadernas stommar förbrukar minst energi? 2. Vilken av de olika byggnadernas stommar har lägst miljöpåverkan?

3. Vilket av de ingående materialen i respektive stomme förbrukar mest energi? 4. Vilket av de ingående materialen i respektive stomme har störst miljöpåverkan? Svaret på de två första frågorna visade sig vara samma stomme. Betongstommen är den stomme som har både lägst miljöpåverkan i form av koldioxidekvivalenter samt förbrukar minst energi under tillverkningsfasen. Detta betyder att det är den stommen som kan anses vara bäst ur ett miljöperspektiv.

Svaret på de två sista frågorna är att i trästommen var det kerto-Q som förbrukade mest energi och flytspackel som släppte ut mest koldioxidekvivalenter. För betongstommen var det

(36)

7 REFERENSER

[1] Kungl. Ingenjörsvetenskapsakademien (IVA) och Sverige Byggindustrier. Klimatpåverkan från byggprocessen [Internet]. Stockholm: IVA; 2014. IVA-M 449; 1102–8254. [citerad 2018-05-06]. Hämtad från: https://www.iva.se/globalassets/rapporter/ett-energieffektivt-samhalle/201406-iva-energieffektivisering-rapport9-i1.pdf

[2] Boverket. Bygg- och fastighetssektorns energianvändning uppdelat på förnybar energi, fossil energi och kärnkraft [Internet]. [Uppdaterad 2018-03-09: citerad 2018-05-15]. Hämtad från:

https://www.boverket.se/sv/byggande/hallbart-byggande-och-forvaltning/miljoindikatorer---aktuell-status/energianvandning/

[3] Löfgren P. Effektiva byggtransporter. Sveriges byggindustrier; 2010. [citerad 2018-05-02]. Hämtad från: http://vpp.sbuf.se/Public/Documents/ProjectDocuments/4872cf5c-b4e9-

494f-b83d-80f5febf80ad/FinalReport/SBUF%2012235%20Slutrapport%20Effektiva%20Byggtransporter .pdf

[4] IVL Svenska Miljöinstitutet. Byggproduktionens miljöpåverkan i förhållande till driften [Internet]. Stockholm: IVL; 2014. IVL Rapport C32; 1652–5442. [citerad 18-05-06]. Hämtad från: http://www.ivl.se/download/18.343dc99d14e8bb0f58b76fc/1449742336225/C32.pdf

[5] Regeringens skrivelse (2017/18:238). En klimatstrategi för Sverige [Internet]. Stockholm: Miljö- och energidepartementet 2018. [citerad 2018-05-06]. Hämtad från:

http://www.regeringen.se/4971fa/contentassets/efa01b82b6304de8b469376fb057dda7/en-klimatstrategi-for-sverige-skr.-201718238

[6] Merriam, S. B. Fallstudien som forskningsmetod. 1:16. Lund: Studentlitteratur; 1994.

[7] Teknikhandboken. Byggvarudeklaration – Miljövarudeklaration [Internet]. Stockholm: Plåt och Ventföretagen. [citerad 2018-05-08]. Hämtad från

http://www.teknikhandboken.se/handboken/takets-utformning-och-planlosning/material-och-produktval/byggvarudeklaration-miljovarudeklaration/

[8]Norgips. Brnadkrav [Internet]. Örebro: Norgips Svenska AB. [citerad 2018-05-10]. Hämtad från: http://www.norgips.se/projektering/generellt/brandljudkrav

[9] Miljöfordon. Miljöpåverkan [Internet]. Stokholms stad, Göteborgs stad och Malmö stad. [Uppdaterad: 2018-01-18; citerad 2018-05-08]. Hämtad från:

https://www.miljofordon.se/bilar/miljoepaaverkan/

[10] Convertworld. Energi-Megajoule. [citerad 2018-05-08] Hämtad från: https://www.convertworld.com/sv/energi/megajoule.html

[11] Greppa näringen. Vad är en livscykelanalys [Faktablad]. 2011. [citerad 2018-04-17]. Hämtad från:

http://www.greppa.nu/download/18.6f9b86741329df6fab4800010558/1370097554450/Vad+ %C3%A4r+en+livcykelanalys,+faktablad+2011.pdf

(37)

[12] Svenskt trä. LCA-metodik [Internet]. Stockholm: Trä guiden 2003 [citerad 2018-04-04] Hämtad från: https://www.traguiden.se/om-tra/miljo/lca/lca/lca-metodik/?previousState=1

[13] Carlsson R, Pålsson A-C. Livscykelanalys ringar på vattnet. Utgåva 2. Stockholm: SIS Förlag AB; 2011.

[14] Naturvårdsverket. Manual för granskning av livscykelanalyser, LCA [Internet]. Stockholm: Naturvårdsverket; 1999. AFR report; 248. [citerad 2018-04-04]. Hämtad från: https://naturvardsverket.se/Documents/publikationer/afr-r-248-se.pdf?pid=4383

[15] Svenskt trä. Om trä [Internet]. Stockholm: Svenskt trä [citerad 2018-04-18]. Hämtad från: http://www.svenskttra.se/om-tra/

[16] Svenskt trä. Småhus och flervåningshus [Internet]. Stockholm: Svenskt trä [citerad 2018-04-20]. Hämtad från:

https://www.svenskttra.se/anvand-tra/byggande/olika-trakonstruktioner/smahus-och-flervaningshus/

[17] Svenskt trä. Generell beskrivning av massivträteknik [Internet]. Stockholm: Träguiden 2003 [citerad 2018-04-22]. Hämtad från: https://www.traguiden.se/planering/planera-ett-trabygge/byggsystem/massivtrateknik/generell-beskrivning-av-massivtrateknik/

[18] Svensk trä. Träprodukters kretslopp [Internet]. Stockholm: Träguiden 2003 [citerad 2018-04-25]. Hämtad från:

https://www.traguiden.se/om-tra/miljo/miljoeffekter/miljoeffekter/traprodukters-kretslopp/

[19] Almgren T, Norlén B, Pyykkö J, Rapp T, Sköld M. Betong- och armeringsteknik. Borås/Göteborg: Sveriges byggindustrier; 2016.

[20] Cementa. Så här tillverkas cement [Internet]. [citerad 2018-04-25] Hämtad från: https://www.cementa.se/sv/cementproduktion-steg-f%C3%B6r-steg

[21] Öberg M. Integrated Life Cycle Design - Applied to concrete multi-dwelling buildings [Doktorsavhandling på Internet]. Lund: Lund Universitet; 2005. [citerad 2018-05-13] Hämtad från: http://portal.research.lu.se/portal/files/4541996/26520.pdf

[22] R. Lainge M. Kemisk process gör att betong suger upp koldioxid. Byggindustrin. 31/2012: sida 23.

[23] Ahn von. M. Livscykelanalys med fokus på energianvändning under tillverkningsfasen [examensarbete på Internet]. Umeå: Umeå universitet; 2016 [citerad 2018-05-18]. Hämtad från: http://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:935490/FULLTEXT01.pdf

[24] Liljenström C. Malmqvist T. Erlandsson M. Fredén J. Adolfsson I. Larsson G. Borgren M. Byggandets klimatpåverkan - Livscykelberäkning av klimatpåverkan och

energianvändning för ett nyproducerat energieffektivt flerbostadshus i betong [Internet]. Stockholm: IVL; 2015. B 2217. [citerad 2018-05-18]. Hämtad från:

https://www.ivl.se/download/18.343dc99d14e8bb0f58b76c4/1445517730807/B2217_ME.pdf [25] Larsson M. Erlandsson M. Malmqvist T. Kellner J. Byggandets klimatpåverkan -

(38)

stomme av trä [Internet]. Stockholm: IVL; 2016. B 2260. [citerad 2018-05-18] Hämtad från: http://www.ivl.se/download/18.29aef808155c0d7f05063/1467900250997/B2260.pdf

[26] Boverket byggregler (BFS 2011:6). Indelning i byggnadsklass och verksamhetsklass [Internet]. Boverket [uppdaterad 2017-04-24; citerad 2018-05-14] Hämtad från:

http://www.boverket.se/globalassets/vagledningar/kunskapsbanken/bbr/bbr-22/bbr-avsnitt-5 [27] Boverket. Om boverkets konstruktionsregler, EKS [internet] [citerad 2018-14-05] Hämtad från: https://www.boverket.se/sv/byggande/regler-for-byggande/om-boverkets-konstruktionsregler-eks/

[28] Boverket. Boverket handbok om betongkonstruktioner, BBK 04 [Internet]. [citerad 2018-14-05] Hämtad från:

https://www.boverket.se/globalassets/publikationer/dokument/2004/boverkets_handbok_om_ betongkonstruktioner_bbk_04.pdf

[29] Svenska miljöinstitutet. Livscykelanalys och systemanalys [Internet]. Stockholm: Svenska miljöinstitutet; 2018 [uppdaterad 2018-03-29; citerad 2018-03-29]. Hämtad från: https://www.ivl.se/sidor/omraden/miljoteknik-och-hallbar-produktion/livscykelanalys-och-systemanalys.html

[30] Moelven Töreboda AB. Trä8, pelarbalksystem [broschyr]. [citerad 2018-04-24]. Hämtad från: https://www.moelven.com/Documents/Toreboda/Broschyren/TR%C3%848.pdf

[31] Carling O, Gross H, Johansson L, Persson H, König J, Östman B, Karlsson R. Limträ Guide [Internet]. Upplaga 4. Stockholm: Svenskt limträ AB; 2007. [Citerad 2018-04-19] Hämtad från: https://www.martinsons.se/default.aspx?id=9341

[32] Byggvarudeklaration BVD3. Limträ. Moelven,2013. [citerad 2018-04-04] Hämtad från: https://www.moelven.com/Documents/Toreboda/Cerifikat/Byggvarudeklaration%20Limtr%C 3%A4.pdf

[33] Metsä Wood. Kerto LVL, Q panel. [faktablad]. [Citerad 2018-04-03] Hämtad från: https://www.metsawood.com/global/Tools/MaterialArchive/MaterialArchive/MW-KertoLVL-Qpanel-datasheet-SV.pdf

[34] Miljövarudeklaration. Kerto LVL, Q panel. Metsä Wood, 2015. [citerad 2018-04-03] Hämtad från:

https://www.metsawood.com/global/Tools/MaterialArchive/MaterialArchive/Kerto-Environmental-declaration.pdf#search=enviromental%20product%20declaration

[35] Miljövarudeklaration. Light gauge steel profiles and assembly products. Europrofil AB, 2015. [Citerad 2018-04-17] Hämtad från:

http://www.europrofil.se/produktkatalog/epd/EPD_EUROPROFIL.pdf

[36] Miljövarudeklaration. Norgips normal 13. Norgips Norge AS, 2015. [citerad 2018-04-23] Hämtad från: http://www.norgips.se/miljovarudeklarationer

[37] Miljövarudeklaration. Brandskiva F15. Norgips Norge AS, 2015. [citerad 2018-04-23] Hämtad från: http://www.norgips.se/miljovarudeklarationer

(39)

[38] Miljövarudeklaration. Weeber floor 110 fine / 120 Reno / 130 Core / 140 Nova. Saint. Gobain Byggprodukter AB, 2015. [citerad 2018- 04-02] Hämtad från:

https://www.weber.se/fileadmin/user_upload/pdf/r%2Bd/epd651_Weber_Floor.pdf

[39] Miljövarudeklaration. Steel reinforcement products for concrete. Celca steel service AB, 2015. [2018-04-23] Hämtad från:

https://gryphon4.environdec.com/system/data/files/6/8564/epd305%20Celsa%20Steel%20Ser vice%202018.pdf

[40] Skandinaviska byggelement. Plattbärlag [Internet]. [citerad 2018-04-19]. Hämtad från: https://byggelement.se/produkter/plattbarlag/

[41] Byggvarudeklaration. Oisolerade bjälklag och balkonger och loftgångar i betong. Skandinaviska byggelement, 2017. [citerad 2018-04-19] Hämtad från:

https://byggelement.se/siteassets/4-hallbarhet/byggvarudeklaration/byggvarudeklaration-bjalklag-balkong-loftgang-i-betong.pdf

[42] Miljövarudeklaration. Betong för ytterväggar. Svensk betong, 2017. [citerad 2018- 05-04]. Hämtad från: http://epd-norge.no/byggevarer/category315.html

[43] BE Group. Handbok, armering i grunden. [faktablad]. [citerad 2018- 05-04] Hämtad från:

http://www.begroup.com/upload/Sweden/Broschyrer/Armeringshandbok%202017/BE_Armer ingshandboken_2017_webb.pdf