A
B
YGG OCH FASTIGHET
&
J
ORDBRUK OCH TRÄDGÅRD
Önskehus på Tomt 91 i nya Kiruna
Karin Sandberg, Joakim Norén, Tora Råberg, Carmen
Cristescu
RISE
Marcus Sandberg, Jani Mukkavaara
Luleå tekniska universitet
Önskehus på tomt 91 i nya Kiruna
Karin Sandberg, Joakim Norén, Tora Råberg, Carmen
Cristescu
RISE
Marcus Sandberg, Jani Mukkavaara
Luleå tekniska universitet
Abstract
Wishful house on Site 91 in new central Kiruna
This report describes the work with generating a proposal for a sustainable, circular and reusable house on Site number 91 in new central parts of Kiruna. New ideas have been developed and tested in collaboration between Kirunabostäder, municipality and research partners.
The study includes: generative design (GD) where a software prototype has been developed to be able to generate different building volumes for Site 91 and assess social factors like solar radiation, view, variation and green spaces. A representation of
neighbouring buildings was also created to allow for a better evaluation of the
generated building. Compared to the earlier developed optimization method the idea with GD is to create more opportunities for interaction between Kirunabostäder, Kiruna municipality and architects.
Design for disassembly and reuse was studied in a cooperating master thesis project which resulted in an architect model of a proposed building for Site 91. An environmental assessment for three different building systems was done assuming that the building will be moved and reassembled after 50 years.
An inspiring attic garden and orangery has also been developed for increased wellbeing and social comfort. A playing ground based on natural building elements (e.g. unaltered trees) was also developed.
Procurement and requirements that can be formulated for circularity and reuse have also been discussed.
In a longer perspective, the results from the project can contribute to a more
sustainable Kiruna by exemplifying choices for sustainable and circular solutions for Kiruna housing and Kiruna municipality.
Key words: generative design, design för återmontage och återbruk, Design for Disassembly and Reuse, DfD&R, vinterträdgård, orangeri, hållbarhet
RISE Research Institutes of Sweden AB RISE Rapport 2020:86
ISBN:978-91-89167-71-1 Skellefteå
Innehåll
Innehåll ... 2
Förord ... 3
Sammanfattning ... 4
1 Introduktion till Tomt 91 ... 5
1.1 Bakgrund...5
1.1.1 Hållbarhet, återanvändning och cirkularitet ... 6
1.1.2 Cirkulärt byggande och cirkulär materialanvändning ... 10
1.1.3 Utmaningar i samhället ... 11
1.2 Vision och mål ... 12
1.3 Genomförande av fallstudie önskehus på Tomt 91 ... 13
1.3.1 Förutsättningar ... 14
2 Cirkulär upphandling för framtida byggande ... 16
2.1 Förutsättningar ... 16
2.2 Genomförande ... 16
3 Generativ design ... 18
3.1 Prototyp ... 18
3.1.1 Definiera lösning och skapa urval ... 18
3.1.2 Generera representationer och beräkna prestanda ... 18
3.1.3 Analysera resultatet och reducera urvalet ... 19
4 Design för återbruk ... 21
5 Design av mötesplatser för social hållbarhet ... 25
5.1 Privat takträdgård med bastu ... 25
5.2 Orangeri och andra offentliga mötesplatser i byggnaden ... 26
5.3 Naturlekplats ... 27
6 Miljöbedömning ... 29
6.1 Förutsättningar ... 29
6.1.1 Scenario för återbruk av bygganden ... 30
6.2 Resultat ... 30
7 Slutsats ... 33
8 Referenser ... 34
Förord
Önskehus på tomt 91 utgör en studie inom området hållbart byggande där Kirunabostäder AB tillsammans med RISE, Research Instituts of Sweden, Luleå tekniska universitet (LTU) och Chalmers presenterar ett fiktivt, hållbart, cirkulärt och återanvändbart önskehus på den tomt som fått nr 91 i nya Kiruna centrum.
Arbetet har genomförts inom ramen för Innovationsplattform Kiruna Sustainability Center, inom Case Hållbart byggande med finansiering av Tillväxtverkets projekt ”Testbed Kiruna” som ger stöd ur den europeiska regionala utvecklingsfonden.
Bakgrunden till projektet är flytten av Kiruna stad, en stad belägen 200 km norr om polcirkeln i ett subarktiskt klimat. Under staden driver LKAB världens största underjordsgruva. Staden måste flyttas på grund av att gruvbrytningen förorsakar sprickor i marken allt eftersom gruvan kommer närmare stadskärnan.
Detta skapar en stor möjlighet att ställa om Kiruna till ett hållbart samhälle. Genom projekt kan nya idéer tas fram och testas och utarbetas i samarbete mellan kommun, forskning och näringsliv.
De som har jobbat med fallstudien Önskehus på tomt 91 i nya Kiruna under januari till 30 september 2020 är;
RISE: Karin Sandberg, Joakim Norén, Tora Råberg, Carmen Cristescu, LTU: Marcus Sandberg, Jani Mukkavaara.
Kirunabostäder AB: Tomas Stålnacke, Per Eriksson, Tekniska verken Kiruna (TVAB): Niklas Sirén, Nina Sarri,
Chalmers: Examensarbetare (arkitekter) Ida Lundgren, Sara Bergås.
Sammanfattning
Den här rapporten beskriver arbetet med att ta fram ett förslag för ett hållbart, cirkulärt och återanvändbart önskehus på tomt 91 i nya Kiruna centrum.
Studien inkluderar; GD (generativ design) där en mjukvaruprototyp har utvecklats för att kunna generera olika byggnadsvolymer för tomt 91 i Kiruna och hur sociala faktorer som solinstrålning, utsikt, variation och grönyta kan läggas till modellen och utvärderas. En representation av byggnadsvolymer i närliggande kvarter skapades också för att möjliggöra utvärderingen. Till skillnad från tidigare optimeringsmetod är tanken att GD ska skapa mer möjligheter för interaktion mellan Kirunabostäder, Kiruna kommun och arkitekter. Parametrar för hållbar upphandling för att uppnå cirkulärt flöde i byggandet har också vägts in och de krav som kan ställas på återbruk.
Design för återmontage och återbruk (Design for Disassembly and Reuse DfD&R) genomfördes i en delstudie där en detaljerad arkitektmodell av bygganden/-byggnaderna på tomten har skapats inom ett examensarbete för att ge exempel på hur man kan bygga idag och för att kunna återanvända byggnader/delar av byggnader i framtiden. En miljöbedömning på tre olika byggsystem har gjorts utifrån ett scenario att huset ska flyttas och åter-montereras efter 50 år.
Till arkitektmodellen av byggnaden har en inspirerande vindsträdgård “Norrskensträdgården” och orangeri “Polaroasen” för trivsel och den sociala komforten samt en naturlekplats för barn utvecklats.
I ett längre perspektiv kan resultaten från projektet bidra till ett hållbarare Kiruna genom att exemplifiera val för hållbara och cirkulära lösningar för Kirunabostäder och Kiruna kommun.
1
Introduktion till Tomt 91
1.1 Bakgrund
Kiruna stad ska flyttas på grund av att gruvans utvidgning på djupet under staden förorsakar sprickbildning i marken, hus ska rivas eller flyttas och nya ska byggas. I denna stadsomvandling vill Kiruna kommun utveckla ett hållbart byggande genom att bland annat ta fram och testa nya metoder. Samverkansplattform Kiruna Sustainability Center, (KSC) skapades för att tillvarata initiativ och möjligheter vid flytten av Kiruna stad. Detta för att skapa en större möjlighet för att ställa om Kiruna till ett hållbart samhälle. Kiruna kommun har som vision att Kiruna ska bli den första hållbara subarktiska staden. Genom projektet kan nya idéer tas fram, testas och utarbetas i samarbete mellan kommun, forskning och näringsliv. Kiruna är också en testbädd i det europeiska projektet ForestValue InFUtuReWood som ska utröna hur man ska bygga idag för att kunna återanvända hus och delar av hus i framtiden ur ett cirkulärt perspektiv (med hjälp av Design för återmontage och återbruk, Design for Dissambly and Reuse, DfD&R).
Hållbart byggande innefattar flera parametrar och dessa kan mätas och värderas på många olika sätt och inom KSC har vi utgått från Kirunas förutsättningar. Byggandet i Kiruna har speciella förutsättningar med subarktiskt klimat som påverkar energibehovet för uppvärmning och långa avstånd för transporter av flertalet byggvaror. Husen ska möta alla byggnadskrav och önskemål och samtidigt ha så liten miljöpåverkan som möjligt. Välisolerade hus är en förutsättning för låg energiåtgång men det kräver mer material i tillverkningsskedet. Ur ett socialt perspektiv vill man undvika dyrt boende med segregering som följd.
Inom Innovationsplattform Kiruna Sustainability Center, Case Hållbart byggande har tre fallstudier genomförts: I fallstudie 1, Case Ripan, startade metodutvecklingen för att utvärdera hållbarheten hos nya byggnader. Syftet är att bygga hus som får liten energiåtgång, låg kostnad och liten miljöpåverkan både under byggtiden och användningstiden. Case Ripan utgjorde en inledande studie inom “Hållbart byggande” där metoden att hållbarhetsoptimera en byggnad har testats på en mindre byggnad. Fokus har varit på energi, miljöpåverkan och kostnad för att utvärdera olika träbyggsystem. Energioptimeringen tar hänsyn till inbyggd energi (byggmaterial) samt tillför energi i form av uppvärmning och visade att en träregelkonstruktion hade bättre hållbarhetsvärde än en korslimmad träkonstruktion (Sandberg m.fl., 2019).
Metoden att väga ihop de olika delarna för att uppnå hållbarhet utvecklades vidare i fallstudie 2, Skjutbanan (Mukkavaara m.fl., m.fl., 2020), för att kunna användas på mer komplexa byggnader i detta fall ett nytt flerfamiljshus byggd på Gamla Skjutbanan i Kiruna. I beräkningen optimerades samma byggnad för Malmö, Stockholm och Kiruna. Resultatet blev snarlika konstruktioner där val av isolering handlade om att öka väggisolering och minska tak- och grundisolering. Utifrån dessa beräkningar var bygget på gamla skjutbanan väl optimerat för Kiruna. Jämfört med Case Ripan var den tillåtna variationen mindre i denna beräkning eftersom konstruktionen var redan vald till skillnad för Ripan som befann sig i ett konceptskede.
Fallstudie 3 är den studie som presenteras i denna rapport och handlar om hållbarhetsoptimering av tomt 91 utifrån sociala parametrar med fokus på generativ
design (GD), cirkulärt flöde och design för återbruk som ytterligare en metod och verktyg för hållbarhetsbeslut som relateras till kommande byggnader i Kiruna avseende hållbarhet. För det används tomt 91 i nya Kiruna som ett fallstudie.
1.1.1 Hållbarhet, återanvändning och cirkularitet
1.1.1.1 Hållbarhet
Hållbar utveckling innebär att hållbarheten i ekosystemen knyts ihop med samhällets sociala och ekonomiska utmaningar. Hållbarhet brukar delas upp i tre dimensioner, se Figur 1:
● Social hållbarhet, som handlar om att sträva mot ett samhälle där grundläggande mänskliga rättigheter uppfylls.
● Ekologisk hållbarhet, som handlar om att hushålla med naturresurser för människor och andra organismer och att inte skada miljön på lång sikt.
● Ekonomisk hållbarhet, som handlar om att motverka fattigdom, och att alla ska ha råd att tillgodose sina grundläggande behov i relation till jordklotets ändliga resurser.
Figur 1. Social, ekologisk och ekonomisk hållbarhet, bilden är från https://www.ledarna.se/stod-i-chefsrollen/hallbarhet-ekonomisk-ekologisk-social/hallbar-utveckling/.
Den ytan som överlappas av alla tre områden i Figur 1 brukar kallas för hållbar utveckling. Detta eftersom man bör betrakta dessa tre områden samtidigt.
Vilka faktorer som indikerar de olika parametrarna och på vilket sätt kan variera har sammanställts i en syntesrapport (Sandin m.fl., 2020, del 2 av Gustav Sandin). 41 studier har jämförts och klimatpåverkan har utvärderats i 38 av 41 studier och är den indikator som beaktade miljöfrågan mest, Figur 2. Men klimatpåverkan bedömts på många olika sätt.
Figur 2 Antal publikationer som täcker in olika miljöproblem, social hållbarhet eller aggregerad indikator. Från Sandin et al. (2020, del 2 av Gustav Sandin).
För livscykelbaserade studier kan antalet livscykelfaser som inkluderats i en LCA-studie samt systemgränserna variera. LCA-studierna baseras oftast på scenarieranalys för att generera alternativa scenarier. Detta gör att enskilda värden från en studie inte kan jämföras rakt av med en annan. Utvärdering av klimatpåverkan för byggprodukter görs vanligen enligt en standardiserad metod som EN 15804, ISO 21930 eller PEF (Product Environmental Footprint). EPD (miljövarudeklaration) är ett standardiserat LCA-baserat sätt att bedöma, deklarera och kommunicera information om en produkts miljöpåverkan. GWP (global warming potential) är ett mätetal för att bedöma och jämföra klimatpåverkan från olika växthusgaser som CO2 och metan.
Rapporten visar att livscykelbaserade studier inte alltid är jämförbara med varandra, eftersom studierna kan innefatta olika metodval och funktionell enhet dvs. den referens som man relaterar bedömd hållbarhetsprestanda till. Ett exempel är att jämföra två byggnader där stommarna har olika funktionskrav med avseende på brand eller jordbävningssäkerhet, akustik eller termisk komfort (Sandin mfl., 2020, del 2 av Gustav Sandin). Vilka systemgränser som används är viktigt att veta vid en jämförelse t.ex. om underhåll är inkluderat vilket påverkar om en byggnad antas stå i 50–100 år och om man beaktar vinsten av att förbränning av biobaserade material vid avfallshantering genererar värme och el.
På samma sätt kan beräkning av energi variera och innefatta både driftenergi dvs. uppvärmning och kylning och den inbyggda energin (material) och ha olika systemgränser och innefatta både förnybar och icke förnybar energi. Energianvändning kan omfatta materialproduktion och transport till byggplats, energivinster vid
demolering och avfallshantering. Ett tyngre material får en högre vikt och därmed större påverkan. Men genom bearbetning kan trämaterialets egenskaper förbättras t.ex. korslimmat trä (KL-trä) vars bärförmåga och funktion förändras och får därmed större potential att ersätta icke biobaserade material som bärande element som lagrar CO2 över
en lång tid. Vilket ger otydligheter hur det kan hanteras beräkningsmässigt.
Indikatorer på social hållbarhet kan vara samhälleliga kostnader från klimatpåverkan, faktorer utifrån boendekomfort, -säkerhet och underhållskostnader. PSIA (product social impact assessment) är en metod för att bedöma en produkts sociala hållbarhetsprestanda i ett livscykelperspektiv. Ett liknande är social livscykelanalys (S-LCA) som bedömer en produkts hållbarhetsprestanda ur ett livscykelperspektiv. Inom detta område behövs metodutveckling och det finns en del utmaningar att övervinna som brist på standarder och gemensam praxis men även val av kriterier och indikatorer, Sandin et al (2020, del 2 av Gustav Sandin).
Boverket (2010) har gjort en utredning och samlat mycket kunskap om aspekter av hållbar stadsutveckling (Boverket 2010), med tillhörande rapporter om bostadssegregation (Lilja&Pemer 2010), social segregation (Foultier 2010) samt ekonomiska effekter av förnyelsearbetet (Blomé 2010). Under senare år har handledningar och verktyg tagits fram för en hållbar stadsutveckling i Sverige, till exempel City action guide från Sweden Green Buildning Council (2018). De som vill delta i Citylab Action ska upprätta ett hållbarhetsprogram och det kan omfatta såväl stora som små stadsutvecklingsprojekt och vänder sig till kommuner, byggherrar och fastighetsbolag.
Som en hjälp att klimatanpassa byggsektorn har en studie sammanställt kunskap kring materialflöden och relaterad klimatpåverkan med fokus på inre underhåll och renovering av bostäder (Femenías et al 2018). Ett av resultaten är att en stor besparing kan göras med materialsnålare design och mer klimatsmarta material av byggnadsdelar och för inredning står vitvarorna för den största klimatpåverkan.
Omställning till en cirkulär ekonomi handlar inte bara om att följa nya regler eller sänka kostnaderna och förbättra effektiviteten, men att gå utöver och fokusera på hur man kan ta till sig möjligheterna att skapa mer värde som gynnar alla parter (Jie 2016). Det ökar komplexiteten ytterligare vilket Figur 3 visar.
Figur 3 Den ökande komplexiteten då cirkularitet även innefattar systeminnovation och värdeskapande (Braam 2014 i Jie 2016).
För att minska avfallet har arbetet i många fall baseras på den s.k. avfallstrappan. Trappan har som mål att lyfta materialet uppåt i avfallshierarkin t.ex. från energiutvinning till återanvändning.
Vad är skillnaden mellan återanvändning och återvinning? Figur 4 beskriver avfallshierarkin på ett enkelt sätt.
Figur 4. Avfallshierarkin översatt efter Kibert et al (2001). Deconstruction as an essential component of sustainable construction.
”Downcycle” och upcycle innebär att materialet (avfall) återvinns på ett sådant sätt att funktionen, värdet och kvaliteten hos det nya materialet är sämre än originalet respektive att det används på ett sätt att kvaliteten och värdet ökar.
1.1.2 Cirkulärt byggande och cirkulär materialanvändning
En cirkulär byggnad kan definieras enligt följande: ”Konstruktion, byggande och rivning
av en byggnad som inkluderar användning och återanvändning av material och en anpassningsbar och framtidsäkrad design som strävar mot hållbarhet när det gäller energi, vatten, biologisk mångfald och ekosystem på bygg- och områdesnivå.” (Salonen
& Vangsbo 2019).
Salonen & Vanagbso (2019) har sammanställt principer för cirkulär ekonomi och cirkulära ekonomiska affärsmodeller vilket redogörs för nedan, vilket används i kapitel 3 om cirkulär upphandling:
1. Förhindra uppkomsten av avfall genom att förbättra materialeffektiviteten hos produkter, produktionsprocesser och tjänster; utforma produkter som kan återanvändas, renoveras, och återvinnas.
2. Förlänga livscykeln genom att produkter kan modifieras, repareras och uppdateras; flera livscykler för olika ändamål möjliggörs av till exempel högkvalitativa och hållbara material.
3. Använda förnybar energi och minimera energiförbrukningen i alla stadier i produktionskedjan.
4. Systemnivåtänkande, dvs. undersöka olika materialströmmar i systemet som delar av en större helhet för att förstå de olika möjligheter som erbjuds av en cirkulär ekonomi (industriell symbios, annat samarbete och företagsmöjligheter, undvika partiell optimering). Förverkligande av denna princip kräver anpassningsbarhet och smidighet från samtliga inblandande (t.ex. den kommunala upphandlingsenheten).
5. Biologiska material ska återanvändas eller återvinnas så effektivt som möjligt och slutligen återlämnas till biosfären så att nya biologiska material produceras.
Förutom dessa fem principer finns andra faktorer som kan hjälpa till att definiera cirkulär upphandling:
• Produktdesign som möjliggör demontering • Återvinning av produkter och material • Minimering av värdeförluster
• Främjande av nya affärsmodeller
• Eliminering eller reducering av farliga kemikalier och skadliga ämnen
Cirkulär materialanvändning inkluderar således återvinning, återanvändning, reparation, renovering och återvinning för att skapa ett kretslopp som minimerar användningen av resursinsatser och minimerar uppkomsten av avfall, föroreningar och
koldioxidutsläpp. I en cirkulär ekonomi värdet av produkter och material behålls så länge som möjligt och används på nytt och skapar nytt värde.
Cirkularitet i upphandlingskrav innebär att redan i projekteringsskedet planeras hela livscykeln för byggnaden och dess omgivning. För att tillämpa en sån komplex process §som omfattar alla byggskeden och försöker förutse framtiden för byggnaden behövs dialog, planering, samarbete mellan alla aktörer i byggkedjan (se Figur 5) redan från början. Som ett exempel skulle ett byggföretag kunna erbjuda även såna tjänster som demontering och leverans för återanvändning av byggkomponenter. (Cristescu & Pousette)
Figur 5. Cirkulära byggvärdekedjan (Carmen Cristescu, Anna Pousette, RISE)
Förvaltarna, särskilt om de är kommunalägda företag, kan kommersialisera demonterade komponenter eller bygga in dessa i andra framtida byggnader men då behöver arkitekter och konstruktörer veta att demonterat material finns tillgängligt. (Cristescu & Pousette)
1.1.3 Utmaningar i samhället
Vi har många utmaningar i samhället som behöver beaktas och en av dessa är klimathotet och behovet av reducering av växthusgaser och då framförallt CO2. Vi står
också inför en ökad befolkning på jordklotet vilket medför ökad bebyggelse och att jordens resurser måste användas sparsamt. Enligt Boverket (2019) står byggsektorn för 31% av avfallet. Medellivslängden för flerfamiljshus som revs i Sverige mellan 1999 och 2018 var 55 år enligt SCB (Bergås & Lundgren, 2020).
Att bygga i trä är prioriterat i Europa som en del av strategin att gå från fossilberoende till en hållbar, biobaserad ekonomi. I Sverige är trä ett traditionellt byggmaterial och de allra flesta småhus utförs idag som industriellt byggda trähus. Flerbostadshus med trästomme ökar nu och idag byggs 15-20 % av alla lägenheter i trähus och det ökar stadigt. Även skolor, idrottshallar och andra byggnader byggs alltmer av trä. Samtidigt ökar konkurrensen om träresurserna när trä ska bidra till det biobaserade samhället och användas till bränslen, textilier, förpackningar med mera för att ersätta fossila produkter.
För ökad resurseffektivitet behöver byggmetoder och träkomponenter utvecklas så att byggnaderna kan återanvändas i framtiden. Därför behöver man redan nu planera och projektera för att i framtiden till stor del kunna tas isär och återanvändas material och komponenter. Det är inte helt osannolikt att det i framtiden kommer finnas en deklaration som beskriver hur byggnadsdelar demonteras och hur stor del av huset som kan återcirkuleras. Detta arbete är en del i det framtida scenariot.
Under de senaste åren har regeringen tagit beslut som leder i den riktningen. 2015 kom uppropet från Miljö och energidepartementet om ett Fossilfritt Sverige och mobiliserade det svenska samhällets engagemang i klimatarbetet genom upprättande av färdplaner för ett fossilfritt Sverige.
Regeringen antog den 9:e juli 2020 en nationell strategi för cirkulär ekonomi som pekar ut riktningen och ambitionen för en långsiktig och hållbar omställning av samhället. Plan och bygglagen (2010:900) ändrades 1 augusti 2020, som ett införande av EU-direktiv om avfall som ålägger avfallsproducent och byggherre mfl ansvar för sina respektive delar av avfallsområdet. Vilket i korthet innebär att kontrollplanen ska innehålla uppgift om vilka byggprodukter som kan återanvändas och hur dessa ska tas om hand.
Regering avser att införa krav på att (kommersiella) byggherrar ska upprätta och lämna in en klimatdeklaration vid uppförandet av en ny byggnad från 1 januari 2022. LCA är den metod som kommer att användas för att ta fram klimatdeklarationen och till en början inkludera första steget av livscykelfaserna. Boverket kommer att upprätta en databas med relevant klimatdata som kan användas vid beräkning och de ska även utveckla ett klimatdeklarationsregister.
1.2 Vision och mål
Syftet med denna studie är att bidra till ökad kunskap om hur Kirunabostäder (KBAB) kan upphandla kommande byggnader så att byggnaderna blir hållbara och designade för cirkularitet. Detta ska hjälpa Kiruna med deras strategi för hållbart byggande och utmana kravställandet för att uppnå deras vision om att bli den första hållbara subarktiska staden.
Visionen ett hållbart och återanvändbart ”önskehus” på Tomt 91 i Kiruna är att skapa ett scenario som inspirerar och bidrar till att visa vägen till en cirkulär omställning i samhället.
Mål med fallstudie Önskehus på Tomt 91 är att anpassa mot ett cirkulärt system som använder återanvändning, delning, reparation, renovering och återvinning för att skapa kretslopp, vilket minimerar användningen av resursinsatser och minimerar uppkomsten av avfall, föroreningar och koldioxidutsläpp. Genom att:
- utveckla metoden för att utvärdera hållbarhet och integrera sociala parametrar med generativ design (GD) med byggnadsvolymer som analyseras med omgivande byggnader och grönytor för att hitta bästa placeringen,
- rita ett hus på tomten, designat för återmontage och återbruk,
- arbeta fram underlag för upphandling så att byggnaderna blir hållbara och anpassade för cirkulära flöden, samt
- rita och inreda ett hållbart orangeri och vinterträdgård kopplat med information om hur den ska utformas som mötesplats för social hållbarhet och vilka växter som trivs i Kiruna i en inomhusträdgård.
1.3 Genomförande av fallstudie önskehus på
Tomt 91
Genomförandet har utgått från metoden som utvecklades i fallstudie 1 och vidareutvecklades i fallstudie 2. Metoden har tre steg:
1) välj designparametrar samt sök indata för byggnaden, 2) beräkna och optimera samt
3) utvärdera resultatet.
Arbetet började med en workshop i Kiruna februari 2020 där idéer, information lades fram och prioriterades samt sammanställdes. Därefter kompletterades listan från Kirunabostäder AB (KBAB) med relevant information gällande både tekniska som sociala aspekter och ett fiktivt scenario för ett önskehus Tomt 91 skapades.
Tomt 91 används sedan som fallstudie för de följande studierna och alla frågeställningar har utgått från riktlinjer och krav från Kiruna kommun, KBAB och gällande byggregler. I arbetet har diskussionerna utgått från att;
- Formulera krav som kan ställas vid upphandling så att kraven blir hållbara och cirkulära och genomförbara.
- Definiera och utvärdera hur hållbarhet ska bedömas och verifieras.
- Design för återbruk, hur kan vi bygga ett hus idag för att kunna återanvända eller flytta byggnader eller delar av byggnader i framtiden dvs. en design för återbruk och återmontage.
-Skapa en GD (generativ design) -prototyp för Tomt 91 och omgivningen. Består av ett verktyg som representerar både byggnader för Tomt 91 samt omgivande byggnader. För tomten kan byggnadsvolymer varieras på olika sätt och direkt analysera variation i solinstrålning, utsikt, grönyta och parkering etc. -Modelleringen ger förslag på olika typlösningar som har olika mått gällande solinstrålning, utsikt mm. För- och nackdelar med de olika typlösningarna diskuterades med KBAB.
-En vinterträdgård/orangeri ev. i anslutning till ett café på bottenvåningen för ökad trivsel och möjlighet till samvaro. För att det ska bli så hållbart som möjligt har GD-prototypverktyget gjort modeller med information om placering i väderstreck, uppvärmning /självförsörjningsgrad, belysning, bevattning och vilka växter som går att använda, placeringen i huset etc.
1.3.1 Förutsättningar
Utifrån insamling av information, workshop och diskussioner baserat på Kirunas förutsättningar och behov samt Kiruna kommuns utvecklingsplan och riktlinjer framkom dessa kriterier för fastigheterna på Tomt 91:
- Byggnaden/byggnaderna ska innehålla ca 45 lägenheter.
- Bägge huskropparna ska ha en lokal på bottenplan, ena lokalen ska vara förberedd för café eller mindre restaurangverksamhet, storlek ca 80–100 kvm. Den andra lokalen kommer troligen användas till frisör eller liknande verksamhet, storlek ca 40–60 kvm. - Hälften av lägenheterna (50% av ytan) ska vara i storleksspannet 40–50 kvm men förhöjd tillgänglighet, tanken är att dessa lägenheter ska hyras ut som seniorboende +70. - Den andra halvan av ytan ska vara lägenheter i storleksklassen 4–5 rum och kök, målgruppen för lägenheterna är barnfamiljer (2–3 barn).
- I huset med seniorlägenheterna ska det finnas lägenhetsförråd på vinden.
- I huset med de större lägenheterna ska det finnas två förråd per lägenhet, ett vindsförråd och ett förråd på bottenplan för säsongsprylar (däck, skidor, overaller m.m.) eller köra in barnvagnen om man vill. Krokar i taket för att hänga upp cykeln.
- Samtliga lägenheter ska ha inglasade balkonger, om möjligt ska balkongerna vända sig mot sydväst, husen ska vända sig mot varandra.
- Lekutrustning upp till 7 år ska finnas på gården och vindskyddade sittplatser för de boende och möjlighet att grilla.
- Bastu för ökad trivsel och möjlighet till samvaro bidrar till en social hållbarhet.
- Gemensam tvättstuga där tryggheten beaktas: För att spara på energi, material och resurser och därmed kostnader ska det vara en fin gemensam tvättstuga med energisnåla maskiner som doserar tvättmedel. För att den ska kännas trygg att vara i tvättstugan har den placerats nära entrén på bottenvåningen med fönster, bokningslås så att enbart den som har bokat kan komma in i tvättstugan.
- Bilparkeringen är en bit från huset och enbart handikapparkering i anslutning till huset. Markförhållanden gör att ett parkeringsgarage under huset inte är möjligt och parken används till social samvaro, en vinterträdgård/orangeri och lekpark vilket bidrar till en social hållbarhet.
- Avfallshantering som är lättskött och säker.
- Byggnaderna ska uppföras i trä, såväl stomme som fasad. Lägsta taklutning är 7 grader, samtliga tak ska ha en takfot på minst 20 cm och ett gavelutsprång på minst lika mycket, takbeläggning av papp av hög kvalitet (minst 20 års garanti).
- Fasaderna målas med slamfärg eller liknande, enligt stadsbyggnadsprinciperna ska fasaden ändra i uttryck var 25 meter.
- Tekniskt ska byggnaderna klara av att märkas med miljöbyggnad silver med avseende på energi, lägenheterna ska vara förberedda för individuell mätning och debitering vad gäller el, vatten och värme.
I de kommande kapitlen beskrivs mer om de områdena som har bidragit till ett önskehus på Tomt 91 i Kiruna vilken ses i figur 6. Tomten ligger nära det nya stadshuset som är en cirkulär byggnad och har en liten park på ena sidan huset, se Figur 6.
Figur 6 Tomt 91 i nya Kiruna (inringad) med en park framför. Källa: ritningar från Kiruna Kommun.
Cirkeln till höger i Figur 7 visar var nya Kiruna centrum byggs.
Figur 7 Gamla centrala Kiruna till vänster och nya Kiruna till höger i bild (blå ring). Källa: Lantmäteriet.
2
Cirkulär upphandling för framtida
byggande
2.1 Förutsättningar
Med cirkulär upphandling avses upphandling av varor, tjänster eller kontrakt på ett sätt som minimerar konsumtionen av jungfruliga resurser och inte leder till avfallsgenerering. Istället hålls råvarorna och det bundna värdet i "cirkulation" så länge som möjligt. I praktiken kan cirkulära upphandlingar förstås som upphandlingar som stöder principerna för cirkulär ekonomi och cirkulärekonomiska affärsmodeller, enligt EIT Climate-KIC (2019). Som hjälp att formulera krav som kan ställas vid upphandling så att de blir hållbara och cirkulära och genomförbara finns idag flera guider; för att formulera och ställa cirkularitetskrav i upphandlingsdokument för nybyggnation (Jones m.fl., 2017, Cristescu & Pousette 2019), Arkitektens återbruksmetodik (White, 2018), Rekommendationer till dig som är offentlig upphandlare i bygg- och rivningsprojekt (Göteborgs stad, 2020),
För att uppnå en cirkulär byggnad enligt cirkulära principer och införa krav på cirkularitet måste det ingå i upphandlingsdokument. För att upprätta det behövs definitioner men också principer som ska följas. Det finns flera sätt att göra det på och en del av principerna beskrivs i kapitel 1 och i de guider som nämns ovan. Upphandlingen måste anpassas till varje enskilt fall beroende på förutsättningar, omfattning och marknad. Dialogen kan utvidgas till att omfatta både leverantörer, återvinningsoperatörer, producenter, designers etc. om det är relevant.
2.2 Genomförande
I detta projekt hade vi en dialog runt vad som kan ingå, inspirerades av vad andra kommuner och länder har gjort för att komma fram till vilka konkreta förslag på upphandlingskriterier och vilka upphandlingssteg (urvalskriterier, tekniska specifikationer, tilldelningskriterier) som KBAB behöver. Med utgångspunkt från (Cristescu & Pousette 2019) användes principerna för cirkulärt byggande och med fokus på tjänst istället för enbart på produkt, produktdesign och användarfasen och marknaden. Eftersom huset har fokus på demontering och återmontering har inriktningen varit att minska utvinning av råvaror, både energi och material, synergi genom resurs- och materialströmmar med rena, förnybara eller på annat sätt fördelaktiga källor. På grund av långa transportavstånd är därför leverans med närproducerade resurser att föredra.
Figur 8 Cirkularitet modellerna som har varit diskuterade under projektet.
Som ett resultat från detta projekt kan erfarenheter dras att det är viktigt att bestämma urvalskriterierna för den cirkulära upphandlingen men också hur de ska följas upp och verifieras.
Det finns även Grön upphandling eller cirkulär upphandling, ett exempel är Procuraplus (https://procuraplus.org/home/) som har case studier på cirkulär upphandling men även tävling.
3
Generativ design
Generativ design (GD) är en metodik för att med datorns hjälp generera designlösningar. I datormodellen skapas en representation av designen med hjälp av parametrar som får ha vissa tillåtna värden. Designen utvärderas vanligtvis automatiskt för ett antal olika mätetal, t.ex. kostnad, vikt, CO2, hållfasthet. Ett antal lösningar genereras och utvärderas
varpå användaren av GD sedan väljer ut ett antal lösningar som hen gillade bäst. Dessa lösningar styr vilka nya tillåtna värden som parametrarna kan få varpå nya lösningar genereras och utvärderas. Denna cykel fortsätter tills användaren är nöjd. GD används oftast i tidiga designskeden och har en längre historia inom den tillverkande industrin. Exempel från byggindustrin har publicerats och visar på möjligheter att generera lösningar från kvartersnivå (Nagy m.fl., 2018), via byggnadsnivå (Abrishami m.fl., 2015) ner till byggelementnivå (Shea m.fl., 2015).
3.1 Prototyp
En prototyp har utvecklats med hjälp av CAD-programmet Rhino, dess modul Grasshopper samt Jypiter Notebook. I prototypen kan klimatskal för flerfamiljshus genereras och utvärderas för soltimmar, utsikt, variation, boyta samt tillgänglig yta. Prototypen beskrivs nedan med hjälp av följande tre steg: 1) Definiera lösning och skapa urval, 2) Generera representationer och beräkna prestanda samt 3) Analysera resultatet och reducera urvalet.
3.1.1 Definiera lösning och skapa urval
Det första steget är att definiera vad som ingår i en lösning och hur den byggs upp. Lösningen byggs upp av en produktdefinition samt dess kontext. Produktdefinitionen består av informationen att ett flervåningshus ska genereras där varje hus har en längd, bredd, höjd och position som styrs av regler och avgränsningar. Kontexten bestäms av den omkringliggande bebyggelsen, geografi samt klimat och används vid utvärderingarna.
Eftersom det totala antalet lösningar, ibland kallat lösningsrymden, kan vara stort (> 2,3*1014 stycken i denna studie) behöver vi skapa urval av lösningar där vi väljer ut delar
av lösningsrymden. I prototypen används en genereringsmetod som baseras på slumptal, medan det även är möjligt att använda mer avancerade metoder som t.ex. genetiska algoritmer.
3.1.2 Generera representationer och beräkna prestanda
Varje lösning har ett antal parametervärden och representeras sedan visuellt med hjälp av 3D-geometri, se Figur 9 för ett exempel.
Figur 9 Parametervärde för en lösning visualiseras med hjälp av en 3D-modell.
För varje lösning i urvalet kan vi beräkna dess prestandamått baserat på faktorer som vi anser vara intressanta och relevanta. I denna studie beräknar vi mått för utsikt, solinstrålning, variation i utformning och areautnyttjande se Figur 10.
Figur 10 Visualisering av måtten utsikt samt soltimmar.
Processen att generera lösningar och beräkna prestandamåtten genomförs automatiskt för varje lösning i urvalet. Här har vi möjlighet att utnyttja beräkningskraften hos våra datorer för att snabbt arbeta fram många olika lösningar och ta fram analysunderlag.
3.1.3 Analysera resultatet och reducera urvalet
När urvalets alla lösningar är genererade och deras prestandamått är beräknade kan lösningarna utforskas och resultatet analyseras. Kombinationen av 3D-visulatiseringar, grafer och tabeller förmedlar och beskriver varje lösning, se Figur 11 (se Bilaga 1 för fler lösningsexempel).
Figur 11 Visualisering av genererade lösningar.
Syftet med den första genereringen är att den ska vara bred och omfatta en stor variation av lösningar. Syftet med efterföljande genereringar är att allteftersom fokusera urvalet genom reduktion. Målet är att ha en progression där man rör sig mot ett fåtal intressanta lösningar som man tar vidare.
En reduktion i urvalet sker genom att man väljer lösningar som är kvalitativt och kvantitativt intressanta. Efter att man genomfört sin reduktion startar man om processen med att skapa urval, generera lösningar och analysera resultatet och reducera urvalet. Detta genomförs tills att man har en eller flera lösningar som man anser vara tillräckligt intressanta för att gå vidare med.
4
Design för återbruk
Det fiktiva huset på Tomt 91 designades för cirkularitet och återanvändbarhet och har sammanställts i ett examensarbete (Bergås & Lundgren, 2020). I denna rapport beskrivs en del av det arbetet med fokus på design för återanvändning av trähus.
Strategin som användes baserades på den framtida anpassningsförmågan och på att det ska vara enkelt att återanvända. Arbetet börjande med en teoretisk jämförelse mellan graden av prefabricering, olika träbyggsystem och sammanfognings-metoder, där för och nackdelar sammanställdes och baserades på teoretiska beräkningar och intervjuer med sakkunniga.
Återbruksfaktorn för olika parametrar jämfördes utifrån prefabriceringsgrad volymbygge (moduler som lådor), planelement och lösa delar som byggs på plats. Jämförelsen gjordes kvantitativt med hög, medium och låg återanvändningsgrad. Därefter jämfördes sju olika träbyggsystem genom att ett typiskt väggelement analyserades. Alla byggnader beräknades så att de hade ett U-värde på 0,15. För beräkningar av livscykelanalyserna för att bestämma GWP (Global Warming Potential) användes svensk byggsektors miljöberäkningsverktyg BM1.0.
Sist jämfördes sammanfogningsmetoderna för att bedöma framtida möjlighet att ta isär konstruktionerna, tidsåtgång, behov av verktyg, reversibilitet, hur vanligt förekommande förbandet är etc. Jämförelsen gjordes kvantitativt med måtten hög, medium och låg.
Därefter utvärderades resultaten och ett byggsystem valdes för huset på Tomt 91 som förväntas stå mer än 50 år. I detta fall ritas huset upp som byggt av korslimmat trä (KL) och sammanfogas med bultar, tappar, skruvar och beslag.
Takkonstruktion utformades av limträ och KL-skivor med 15 graders lutning med plåt på. Till grund valdes Koljern® som är en bärande kompositprodukt av skumglas och lätta metallbjälkar. Den är gjord av återvunnet glas och har lägre koldioxidutsläpp under tillverkning än betong och väger 90% mindre än den traditionella betongplattan. Till badrummen valdes prefabricerade badrumsmoduler som kan lyftas ut vid en senare användning.
4.1 Designförslag
Designförslag för ett av husen visas i Figur 12. Takträdgården “Norrskensträdgården” syns i takvåningen i mitten av huset och är för de boende i huset. Framför huset i anslutning till parken placeras orangeriet “Polaroasen” med sittplatser för kafégäster, barnfamiljer som vill äta det som grillats i naturlekplatsen vid kall väderlek.
Figur 12 Ett av husen på Tomt 91 från Bergås & Lundgren, 2020. I mitten av huset syns takträdgården ”Norrskensträdgården” som ligger i anslutning till bastun.
För att minimera mängden material har KL-träpanelerna lämnats synliga mot interiören, detta gör dem även lättare att demontera, vilket syns i Figur 13. För att KL-träpanelerna ska kunna användas i ett framtida scenario där takhöjden är högre än dagens standard är takhöjden i projektet något högre än normalt. Installationerna är dolda i installationsgolv och –tak.
Figur 13. Invändiga ytor är av korslimmat trä. Installationerna är dolda i installationsgolv och –tak vilket gör att huset enklare att demontera och återanvända från Bergås & Lundgren, 2020.
En plan för att montera ner huset upprättades också, se Figur 14.
Figur 14 för att visa på möjligheten att demontera huset ritades en demonteringsplan från Bergås & Lundgren, 2020.
5 Design av mötesplatser för social
hållbarhet
Social hållbarhet är en av tre dimensionerna inom konceptet hållbarheten (Hållbar utveckling - Wikipedia, 2020). Ensamheten har en stor effekt på vårt välbefinnande. Andelen ensamboende är ganska hög i Sverige, men vad gäller vänskapsrelationernas kvantitet och kvalitet tycks vi ligga bättre till än andra europeiska länder. En möjlig förklaring till detta är att den svenska individualismen gör det lättare att välja sitt eget umgänge, och att detta leder till fler och bättre vänskapsrelationer (Fors & Brülde, 2014). I detta boende har möjligheten till individualism kombineras med möjligheten till social interaktion. I första steget har en privat takträdgård designats, det andra steget är ett offentligt tillgängligt orangeri och det tredje är en naturlekplats. Uppdraget har bestått i att ge en översikt över vad som är möjligt och för den som vill läsa mer om vinterträdgårdar i offentlig miljö rekommenderas läsning av Alm (2012).
5.1 Privat takträdgård med bastu
Utrymmet som ritats för att rymma takträdgården, som kallats “Norrskensträdgården” är ca 50–60 m2 med en sluttande takhöjd på ca 3,5 m i nock, Figur 15. Tanken är att
rummet ska kunna förändras efter de boendes behov. Ett exempel är många rumsavdelare med växter för att kunna kombinera bastuanvändare som behöver svalka sig samtidigt som någon sitter och läser. Större växter i kruka och rumsavdelare kommer placeras på hjul för att det ska vara enkelt att anpassa rummet för större eller mindre sällskap. Väggfasta installationer med lianer och amplar kommer användas för att skapa en tropisk känsla. De kommer ha en mer stationär karaktär, men placeras så att de inte riskerar att störa rummets användare. Det kommer behövas vädringsmöjligheter för sommaren och flexibel armatur för växtlampor för vintern om växter flyttas runt.
Figur 15. Takvåningen har designats med ett rum för privat trädgård för de boende i huset. Illustration från Bergås & Lundgren, 2020.
Växtmaterialet kommer domineras av växter med ett perent växtsätt, vilket minskar lövfällning och inköpskostnaderna på lång sikt. På starkt solbelysta väggar används lianer med klängen som passionsväxt och perenn kaprifol. Vin kan användas om de boende är med på att samla ihop löven på senhösten. Perenner som passar i ett starkt solbelyst utrymme är citrongräs, rosmarin, hibiskus och malva. Träd som kan hållas låga och trivs i den här typen av miljö är apelsin och kamelia.
I de hörn och vinklar som solen inte når så ofta, trivs hängväxter som murgröna (kan även klättra på väggar), guldranka och ampellilja. Fjädersparris och olika perenna ormbunkar trivs i halvskugga, men de vissnar ner under vintern. Träd som kan hållas låga och trivs i halvskugga är äkta lager och bergpalm.
5.2 Orangeri och andra offentliga mötesplatser i
byggnaden
Byggnaden har planerats för att bjuda in besökare utifrån till lokaler på markplan. Det föreslås bygga ett kafé, en frisörsalong och ett året-runt-orangeri, Figur 16. Orangeriet som kallats “Polaroasen” planeras med sittplatser för kafégäster, kunder till frisörsalongen och barnfamiljer som vill äta det som grillats i naturlekplatsen vid kall väderlek. Ett orangeri är svalare än en tropisk vinterträdgård, vilket kan vara en fördel för besökare som kommer direkt utifrån med klädsel anpassad för vinterväderlek. Ca 18 sittplatser planeras, men antalet beror av hur stora växtbäddarna önskas vara. Utrymmet har måtten 15,5*4,7 d.v.s. 73 m2, med en takhöjd på 3,4 m. Under sommarhalvåret
kommer mycket ljus in från orangeriets glasförsedda långsida, men extra växtlampor behövs för att skapa en god miljö för växterna.
Figur 16. Byggnadens markplan domineras av lokaler som kan hyras ut till olika öppna verksamheter. från Bergås & Lundgren, 2020
Orangeriet föreslås designas med låga (ca 40 cm) kanter som ramar in odlingsbäddarna. De vitputsas, vilket möjliggör användande av underliggande material med lågt CO2
-utsläpp i produktionen. Gångarna kan täckas med ett finstrimlat träflis för att ge ett mjukt underlag och ett naturligt uttryck.
Det glas som rekommenderas för vinterträdgårdar skall inneha ett isolervärde på högst 1,0 W/m2 K samt vara av typen 3-glasfönster. Enligt befintliga tillverkare av
vinterträdgårdar (Willab garden, 2016) ska dess tjocklek vara 24 mm och av slaget säkerhetsglas (Andersson & Uggla, 2016). Ansvar kan delas mellan fastighetsskötare, kafé eller läggas ut på entreprenad.
5.3 Naturlekplats
I uppdraget ingick önskan om att skapa en innovativ lekplats för åldersgruppen 0–7 år, som låg i linje med de högt ställda hållbarhetskraven som även gäller för huvudbyggnaden. Det fanns även en önskan om att inkludera en grillplats med sittplatser och att orangeriet kan fungera som ett komplement där det grillade kan avnjutas när kylan är för påträngande. I förslaget som presenterades ingick att arbeta med naturliga och lokala material som trä i små barnanpassade vindskydd och kojor, men även bänkar att sitta och klättra på (se Figur 17). Underlaget till gungor och rutschkana föreslås vara flis för att dämpa skador vid fall och helt undvika förekomsten av mikroplast. De olika lekstationerna binds samman med spänger som både påminner om en led över myren och ger balansträning.
Lekplatsen kommer ramas in delvis av flätade tunnlar av sälg som slingrar sig runt och ger lite utmaning och gömställen åt de äldsta barnen i det föreslagna åldersspannet. Lekplatsen kommer hägnas in med ett staket (av typen Gunnebo) för att undvika att barn tar sig ut utan uppsikt.
För att skapa dynamik och ge balansträning föreslås skapandet av en kulle, som vintertid ska kunna användas för pulkaåkning. Det är därför viktigt att ha öppna ytor åt ett håll för att undvika kollisioner. Runt kullen föreslås en asfalterad slinga skapas för att ge utrymme för trehjulingar sparkcyklar och cyklar.
Figur 17. Småhus och bänkar med flis och stenmjölsgångar. Lekplats byggd av Woodwork AB i Älvängen. https://woodwork.se/myternas-skog-i-alvangen/
6
Miljöbedömning
6.1 Förutsättningar
Vid miljöbedömningen av byggnaden på Tomt 91 följer LCA-beräkningen uppdelningen av livscykeln i moduler enligt SS-EN 15978:2011 och SS-EN 15804:2012. I inventeringen av byggnaden ingår följande delar av byggnadens livscykel:
− Produktionsfasen, A1-A3 (resursuttag, transporter och produktion av material)
− Byggprocess, A4 (transport av material till byggplats)
Den funktionella enheten för byggnaden på Tomt 91 har valts till 1 m² BOA (bostadsyta) i ett flerbostadshus med en livslängd av 50 år.
Vid jämförelsen av olika konstruktiva utformningar har systemgränserna varit lika vilket är en förutsättning för en robust jämförelse.
Den ekologiska hållbarheten för byggnaden på Tomt 91 har baserats på en LCA beräkning och omfattar utsläpp av klimatgaser uttryckt i CO2-ekvivalenter.
Miljöbedömningen har genomförts som en ”screening” LCA där byggnaden beräknats för tre olika utföranden, se Figur 18. Alternativ 1 och Alt 2 har en bärande stomme av KL-trä och är lika med undantag för utförandet av ytterväggen. I stomme 1 består isoleringen i väggen av glasull och i stomme 2 av Isotimber. I alternativ 3 består byggnaden av volymer med stomme av konstruktionsvirke.
Figur 18. Exempel tvärsnitt av ytterväggar för de tre byggsystemen i byggnaden på Tomt 91
Analysen omfattar samtliga material som ingår i byggnadens stomme och stomstabiliserande element. Analyserade byggnadsdelar är:
− Ytterväggar − Innerväggar − Tak
− Bjälklag
− Limträstomme
Grunden, fönster, dörrar, ytskikt och installationer mm som kan antas vara lika i de olika alternativen ingår inte i analysen. Som indata för beräkningarna har byggsystemen valts så att de ska uppfylla energikraven silvernivå enligt Miljöbyggnad, energiberäkning av hela byggnaden har inte genomförts. Mängden material i byggnaden har baserats på den
totala arean för varje byggnadsdel enligt (Bergås & Lundgren, 2020). Tjockleken på väggen baseras på ett U-värde av 0,15 W/m2K Bergås & Lundgren, 2020, Appendix 2). För byggnaden med volymer av konstruktionsvirke antas indelningen i lägenheter och väggareor vara lika med KL-trästommen.
6.1.1 Scenario för återbruk av bygganden
Som underlag för en miljöbedömning av byggnaden har även byggsystemens potential för återanvändning uppskattats och beräknats med avseende på klimatpåverkan. Scenariot är att byggnaden på Tomt 91 flyttas inom Kiruna inom 50 år till följd av att gruvan expanderar ytterligare.
Beräkningen utgår från vilka material och byggnadsdelar som är möjliga men också rimliga att återvinna eller återanvända med dagens teknik. Vid demontering av byggnad och byggsystem antas att:
− Träfasaden inklusive läkt återvinns som flis till energiutvinning − Mineralullsisolering utvändigt KL-träelementen rivs och återvinns till
produktion av ny isolering
− KL-trä och element av Isotimber återanvänds − Volymer i volymhus återanvänds
Vid beräkning av klimatpåverkan för den återanvända byggnaden antas alla material och byggelement som återanvänds vara ”gratis” och inte medföra någon miljöpåverkan. Enbart miljöpåverkan från transporter av dessa till den nya byggplatsen har beaktats i klimatpåverkan. Material som rivs och återvinns har i beräkningen ersatts med miljöpåverkan för produktion av motsvarande nya material inklusive transporter till byggplats.
6.2 Resultat
Analysen som är en screening LCA visar att det från ett miljöperspektiv är bra att återanvända material, se Figur 19. För samtliga stomalternativ kan klimatpåverkan reduceras till 55-75% jämfört med produktion med nya material.
Detta indikerar att potentialen är stor att återvända material för att minska byggnadens klimatpåverkan. I dagsläget är det oklart hur avfallshantering ser ut om 50 år och att analysen baserats på dagens teknik medför att det finns en viss osäkerhet i resultatet. Beroende på scenarios erhålls därför en spridning av resultatet.
Figur 19 Klimatpåverkan byggnaden på Tomt 91 med olika byggsystem vid nyproduktion respektive vid produktion med återvinning av material och byggnadsdelar.
I den senaste utgåva SS-EN 15804:2012 A2:2019 ställs högre krav på att inkludera avfallshanteringen för byggprodukter därför är det troligt att det kommer att bli vanligare att hela livscykeln beaktas i framtiden.
Det är teoretiskt möjligt att inkludera betydelsen av biogent kol i en LCA som en biogenkolsänka, men det saknas idag en allmän acceptans för hur detta ska göras enligt de standarder som gäller för närvarande dvs. SS-EN 15804 och SS-EN 15978.
I Figur 20 visas ett beräkningsexempel på biogent kol som beräknats utifrån mängderna trä och kolinnehåll för de tre alternativen.
Figur 20. Lagring av kol i trä och träbaserade material för bygganden på Tomt 91 analyserat med tre olika träbyggnadssystem.
Figuren visar att trästommar med stort träinnehåll bidrar till att vara en större kolsänka jämfört med träregelsystem. Om CO2 binds i en träbyggnad istället för i atmosfären bidrar trähus till att vara en kolsänka under husets livstid. Beräkning av biogen kollagring hos träkonstruktioner påverkas av uppskattningen av dess livslängd. Idag vet vi inte hur materialet kommer att användas i framtiden tex om det återbrukas som byggnadsdel, återvinns som material, blir biokol eller går till förbränning.
7 Slutsats
Det finns möjligheter att använda de olika delarna av fallstudien; upphandling, generativ design, design för återbruk, miljöbedömning och socialhållbarhet för kommande byggnader så att byggnaderna blir hållbara och designade för cirkularitet.
Fallstudien Önskehus på Tomt 91 har bidragit till att Kirunabostäder ser en potential med generativ design för att få fler idéer vid tidiga planeringsfaser. Speciellt för utforskning av lösningar baserade på nya krav och mål som de själva, kunder och byggregler förespråkar.
Generativ design ger förslag på nya lösningar och användes innan den detaljerade utformningen av examensarbetet skapades. Det ger möjlighet att ta fram och testa nya idéer och hur man på bästa sätt kan ta tillvara alla parametrar. Sociala parametrar som hitta bästa placeringen av byggnadsvolymer för att få bästa solinsläpp och byggnadernas placering i förhållande till varandra.
Dessutom har det gett ökad kunskap om återbruk av byggmaterial som kan tillämpas och analysen med en screening LCA visar att det från ett miljöperspektiv är bra att återanvända material. En vinterträdgård anpassad efter Kirunas arktiska klimat med mycket ljus på sommaren och kall och mörk vinter tillför värdefull social samlingsplats. Projektet har gett insikt om cirkulär upphandling vilket kan tillämpas av Kirunabostäder och andra inom Kiruna kommun.
Ur ett längre perspektiv kan projektets arbete bidra till ett hållbarare Kiruna eftersom KBAB vill bygga ett eller flera hus som är hållbara med ett cirkulärt flöde. Detta ger möjlighet att ta forskning till praktik– genom att tillämpa optimeringen och kunskaperna på reella fallstudier som kan utvecklas till ett s.k. pilotprojekt. Genom att våga testa ny teknik och våga vara innovativa kan Kiruna hamnar på kartan över städer som arbetar aktivt för att hållbart och cirkulärt byggande med bra exempel.
8 Referenser
Abrishami, S. Goulding, J. Rahimian, F.P. Ganah, A. (2015). Virtual generative BIM workspace for maximizing AEC conceptual design innovation: A paradigm of future opportunities. Constr. Innov., 15, 24–41.
Alm, E. (2012). Vinterträdgårdar i offentlig miljö. Examensarbete, institutionen för stad och land, Fakulteten för naturresurser och lantbruksvetenskap, SLU. Tillgänglig online:
https://stud.epsilon.slu.se/3858/9/alm_e_120320.pdf
Andersson, L., & Uggla, F. (2016). Nya Orangeriet - En länk mellan staden och vattnet. Examensarbete. Karlstads universitet, Fakulteten för teknik- och naturvetenskap, Avdelningen för energi-, miljö- och byggteknik. Tillgänglig online (2020-08-06):
https://www.diva-portal.org/smash/record.jsf?pid=diva2%3A956282&dswid=5176
Bergås, S. Lundgren, I. (2020), FÖRÜNN Å FÖRÜNN [over and over again], Exploring possibilities with timber buildings designed for disassemble, Master Thesis Spring 2020, Department of Architecture & Civil Engineering, Chalmers University of Technology, https://projects.arch.chalmers.se/ida-lundgren-sara-bergas/
https://odr.chalmers.se/handle/20.500.12380/301382
Blomé, G. (2010). Ekonomiska effekter relaterade till åtgärder i bostadsområden Två praktiska exempel, Bilaga till rapporten Socialt hållbar stadsutveckling en kunskapsöversikt Boverket 2010.
Boverket 2010, Socialt hållbar stadsutveckling – en kunskapsöversikt, Regeringsupp-drag IJ2009/1746/IU, Boverket november 2010, Dnr: 2011-4094/2009, PDF Boverket. Kibert C J. Abdol R. Chini, Languell J. (2001). Deconstruction as an essential component of sustainable construction, CIB World Building Congress, April 2001, Wellington, New Zealand Page 1 of 11 Paper: NOV 54.
City action guide (2018). Hållbar stadsutveckling i planeringsskedet handledning och certifiering 2.0, Sweden Green Buildning Council, Tillgänglig online
https://www.sgbc.se/app/uploads/2018/09/Citylab-Action-Guide-Hållbar-stadsutveckling-i-planeringsskedet-180117.pdf,
Climate-KIC (2019). Climate-KIC Circular Cities-project 2, https://www.climate-kic.org/wp-content/uploads/2019/06/Procurements-in-Public-Construction.pdf. Cristescu, C. &Pousette, A. (2019). Guide för att ställa cirkularitetskrav i upphandlingsdokument för nybyggnation, RISE Rapport 2019:127. http://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1390057/FULLTEXT01.pdf
Femenías, P. Holmström, C, Jönsson H. (2018). Framtidens klimatsmarta och hållbara bostad, Energimyndigheten, Rapport 2018:22, Tillgänglig online
https://www.e2b2.se/library/4486/slutrapport_framtidens_klimatsmarta_och_hallba ra_-bostad.pdf
Fors, B. Brülde, F. (2014). "Den svenska ensamheten: om hur olika former av ensamhet påverkar vårt välbefinnande." SOM-undersökningen 2014 SOM-rapport nr 63: 47. Tillgänglig online:
Hållbar utveckling. Wikipedia. Tillgänglig online:
https://sv.wikipedia.org/wiki/H%C3%A5llbar_utveckling (2018-08-05)
Foultier, C. (2010). Urban och social segregation: an analysis of methods used in urban regeneration projects, Bilaga till rapporten Socialt hållbar stadsutveckling en kunskapsöversikt Boverket 2010. Tillgänglig online
Göteborgstad (2020). Dags att bygga och riva cirkulärt. Rekommendationer till dig som är offentlig upphandlare i bygg- och rivningsprojekt: Tillgänglig online www.goteborg.se/cirkularagoteborg,
https://ccbuild.se/content/uploads/2020/01/Dags-att-bygga-och-riva-cirkulärt.pdf Kibert, C. J., Chini, A. R., and Languell, J. (2001). Deconstruction as an essential component of sustainable construction in Proceedings of the CIB World Building
Congres. Wellington, New Zealand, 15th CIB World Building Congress, April 2-6, 2001,
Wellington, New Zealand, https://www.irbnet.de/daten/iconda/CIB3122.pdf
Jie, Q. K. (2016). Circular Buildings the Urban Living Lab Way: A Practical Facilitation Tool as Guidance for a Circular Building Process as Collaborative Ecosystem.
Jones, M, Kinch Sohn, I. Lysemose Bendsen, A-M. (2017). Circular Procurement Best Practice report, Publisher: ICLEI – Local Governments for Sustainability, European Secretariat, Tillgänglig online
http://www.sppregions.eu/fileadmin/user_upload/Resources/Circular_Procurement_ Best_Practice_Report.pdf
Lilja, E. Pemer M. (2010). Boendesegregation – orsaker och mekanismer En
genomgång av aktuell forskning, Bilaga till rapporten Socialt hållbar stadsutveckling en kunskapsöversikt Boverket 2010. Tillgänglig online
Mukkavaara, J. Sandberg, M, Sandberg, K. Pousette, A, Norén J. (2020). Sustainability evaluation of timber dwellings in the north of Sweden based on environmental impact and optimization of energy and cost, Procedia Manufacturing 44 (2020) 76–83.
Nagy, D. Villaggi, L. Benjamin, D. (2018). Generative urban design: Integrating financial and energy goals for automated neighborhood layout. In Proceedings of the Symposium on Simulation for Architecture and Urban Design, Delft, The Netherlands, 4–7 June; pp. 265–274.
Salonen, S. & Vangsbo, P. (2019). The challenges and potential of circular procurements in public construction projects. EIT Climate-KIC. https://www.climate-kic.org/wp-content/uploads/2019/06/Procurements-in-Public-Construction.pdf
Sandberg, K, Pousette, A. Norén, J. Sandberg Marcus, Olofsson, T. Mukkavaara J. (201), Hållbarhetsutvärdering av byggnader - Case Ripan i Kiruna, Utgiven av RISE, RISE rapport 2018:7, SBN:978-91-88907-33-2.
Sandin Y. Sandin, G. Cristescu, C. Olsson J. (2020). Kunskapsläget kring byggnader med stomme av trä: teknik, hållbarhet och cirkulär materialanvändning, Utgiven av RISE, RISE Rapport 2020:47.
Shea, K. Aish, R. Gourtovaia, M. (2005) Towards integrated performance-driven generative design tools. Autom. Const., 14, 253–264.
SS-EN 15804:2012+A2:2019, (2012). Hållbarhet hos byggnadsverk - Miljödeklarationer - Produktspecifika regler. Utgiven av SIS
SS-EN 15978:2011, (2011). Hållbarhet hos byggnadsverk - Värdering av byggnaders miljöprestanda – Beräkningsmetod, Utgiven av SIS.
White (2018). Arkitektens återbruksmetodik En rapport från White Research Lab White
arkitekter AB oktober 2018, Tillgänglig online,
https://ccbuild.se/content/uploads/2019/03/WRL_Arkitektens_återbruksmetodik_2 018.pdf
Through our international collaboration programmes with academia, industry, and the public sector, we ensure the competitiveness of the Swedish business community on an international level and contribute to a sustainable society. Our 2,200 employees support and promote all manner of innovative processes, and our roughly 100 testbeds and demonstration facilities are instrumental in developing the future-proofing of products, technologies, and services. RISE Research Institutes of Sweden is fully owned by the Swedish state.
I internationell samverkan med akademi, näringsliv och offentlig sektor bidrar vi till ett
konkurrenskraftigt näringsliv och ett hållbart samhälle. RISE 2 200 medarbetare driver och stöder alla typer av innovationsprocesser. Vi erbjuder ett 100-tal test- och demonstrationsmiljöer för framtidssäkra produkter, tekniker och tjänster. RISE Research Institutes of Sweden ägs av svenska staten.
RISE Research Institutes of Sweden AB Laboratorgränd 2, 931 77 SKELLEFTEÅ Telefon: 010-516 50 00
E-post: info@ri.se, Internet: www.ri.se
Bygg och Fastighet RISE Rapport
:2020:86ISBN 978-91-89167-71-1
