Materialval för klimatvänligt byggande : Fallstudie av ETC Bygg AB:s pilotprojekt "Klimatpositiva hyreshus av trä" i Västerås

MATRIALVAL FÖR KLIMATVÄNLIGT

BYGGANDE

Fallstudie av ETC Bygg AB:s pilotprojekt ”Klimatpositiva hyreshus av trä” i

Västerås

ELINA ISVOOSIG

FRIDA ÖBERG

Akademin för ekonomi, samhälle och teknik Kurs: Examensarbete i byggnadsteknik Kurskod: BTA205

Ämne: Byggnadsteknik Högskolepoäng: 15 hp

Program: Högskoleingenjörsprogrammet i byggnadsteknik

Handledare: Allan Hawas Examinator: Bozena Guziana Datum: 2020-06-30

E-post:

Eig17001@student.mdh.se

ABSTRACT

Purpose: The aim of this study was to investigate the climate impact of building materials used in the pilot project “Klimatpositiva hyreshus av trä i Västerås” by ETC Bygg. The purpose also included studying the demands on building materials when it comes to climate impact as well as the challenges of building with more climate friendly materials. Method: This study is based on a literature study and case study of the building materials used in the pilot project “Klimatpositiva hyreshus av trä i Västerås”. Results: By using the climate-enhanced concrete instead of conventional concrete in the building foundation, the climate impact is reduced by 45%. If the storage of carbon in wood is taken into account, the wooden based materials used in the buildings are considered the most climate friendly. Also, when carbon storage is not taken into account, the wooden frame of cross-laminated timber used in studied buildings results in lower climate impact than conventional concrete. In most cases even better than climate enhanced concrete. The wooden fibre insulation used has one of the lowest climate impact, together with cellulose, when the carbon storage is considered. Data of its impact, without carbon storage, is missing. Literature shows that insulation of cellulose from recycled material, like the one used in the studied buildings, has among the lowest climate impact, whether the storage of carbon is included or not. However, data of the specific cellulose used in the buildings is missing. The results also show that there is possible to make more climate friendly options within a group of materials. In the studied project there has been no greater challenges when using selected materials. Currently there are no demands considering greenhouse gas emissions from building materials. Although, there is regulation in the law which aims at a sustainable development and there is national

environmental goals and goals for the building sector to lower the climate impact.

Conclusions: By using climate enhanced concrete in the foundation and wood as frame material and insulation, the studied buildings have reduced their climate impact in

comparison to usage of more conventional building materials during the product stage. Some major challenges with used materials in the studied buildings do not appear to have existed, which differs from what is described in the literature, where several challenges are

mentioned. By using building materials with lower climate impact, it can be considered a way to work towards the goals and regulations considering sustainable development.

Keywords: climate positive building, climate impact, climate friendly building materials, CLT, wooden fibre, cellulose, climate-enhanced concrete

FÖRORD

Detta examensarbete utgör det sista examinerande momentet på

högskoleingenjörsprogrammet inom byggnadsteknik på Mälardalens högskola och omfattar 15 hp.

Vi vill tacka arkitekt Hans Eek som varit delaktig i projektet ”Klimatpositiva hyreshus av trä” i Västerås som bidragit med underlag till arbetet. Vi vill även tacka vår handledare Allan Hawas som varit ett bra stöd under arbetet.

Västerås i juni 2020

SAMMANFATTNING

Bygg- och fastighetssektorn står idag för en stor del av samhällets klimatpåverkan. I Sverige antogs år 2017 ett klimatpolitiskt ramverk med målet att år 2045 inte ha några nettoutsläpp av växthusgaser till atmosfären. För att det ska bli möjligt att nå detta mål krävs att samtliga sektorer bidrar, däribland bygg- och fastighetssektorn. Klimatpåverkan från nybyggda flerbostadshus uppkommer främst under byggskedet och en stor bidragande faktor till miljöproblemen orsakade av byggsektorn är användandet av icke förnybart material. Ur klimatsynpunkt är det viktigt att optimera materialvalen vid uppförandet av nya byggnader. I Västerås bedrivs just nu ett projekt av ETC Bygg AB med målet att bygga klimatpositiva hyreshus, där en del av strategin är att begränsa klimatpåverkan från byggnadsmaterial så långt detta är möjligt.

Syfte med detta arbete var att undersöka klimatpåverkan från byggnadsmaterial med utgångspunkt i de material som använts i de klimatpositiva hyreshusen som uppförs vid Öster Mälarstand av ETC Bygg. Syftet innefattade även att studera vilka krav som ställs på byggnadsmaterial ur klimatsynpunkt samt vilka utmaningar som finns med att bygga med mer klimatvänliga material.

Arbetet baseras på en fallstudie av byggnadsmaterialen i de klimatpositiva hyreshusen i Västerås samt en litteraturstudie kring byggnadsmaterial, både konventionella och mer klimatvänliga material. Inom ramen för fallstudien genomförs en dokumentanalys, intervju med arkitekt Hans Eek, platsbesök på byggarbetsplatsen samt bedömning av klimatpåverkan från byggnadsmaterial.

Den ämnesmässiga referensramen visar att det idag inte finns några lagkrav på att begränsa utsläppen av växthusgaser från byggnadsmaterial. Däremot finns bestämmelser i lagen som syftar till hållbar utveckling samt övergripande nationella miljömål och klimatmål för bygg- och anläggningssektorn. Vad gäller byggnadsmaterial beskriver litteraturen trä som det, i de flesta fall, mest optimala materialet ur klimatsynpunkt. För betong finns flera sätt att minska dess klimatpåverkan, bland annat genom materialoptimering och annan

bindemedelssammansättning. I litteraturen beskrivs utmaningar med att bygga med mer klimatvänliga material i termer av osäkerhet, attityder, kunskapsbrist och låg

förändringsbenägenhet inom byggindustrin.

Resultatet visar, om kolinlagring i trämaterial tas med i beräkningen, att träbaserade material har betydligt lägre klimatpåverkan än mer konventionella material under produktskedet. Även när kolinlagringen inte är inräknat, har stommen av KL-trä som

använts i de studerade byggnaderna, en lägre klimatpåverkan i jämförelse med konventionell betong. I de flesta fall även lägre än klimatförbättrad betong. Träfiberisoleringen som

används i byggnaderna visade sig ha lägst klimatpåverkan, tillsammans med cellulosa, av samtliga jämförda isoleringsmaterial då hänsyn till kolinlagring tas. Några uppgifter om träfiberisoleringens klimatpåverkan, utan denna hänsyn, saknas. Även data för den specifika cellulosaisoleringen som använts i byggnaderna saknas, dock visar studier att cellulosa av återvunnet material, likt det som används i de studerade byggnaderna, har bland de lägsta utsläppen av växthusgaser, oavsett kolinlagring eller inte. Den klimatförbättrade betongen

som används i grunden har en lägre klimatpåverkan än konventionell betong. Resultatet visar även att det inom varje materialgrupp går att göra mer eller mindre klimatvänliga val. Resultatet visar även att det inte funnits några direkta utmaningar med materialen som använts i de klimatpositiva hyreshusen då de bygger med etablerade material och metoder. Slutsatser som kan dras av arbetet är att ETC Bygg genom val av klimatförbättrad betong i grunden samt trä som stom- och isoleringsmaterial har minskat klimatpåverkan under produktskedet i jämförelse med om mer konventionella material använts. Några större utmaningar med att använda mer klimatvänliga material tycks ej ha funnits i det studerade projektet. Detta skiljer sig från vad som finns beskrivet i litteraturen, där flertalet utmaningar nämns. Det saknas idag lagkrav som begränsar utsläppen av växthusgaser från byggnader, dock finns både nationella och branschspecifika mål för miljö och klimat. Genom att välja mer klimatvänliga byggnadsmaterial arbetar de inom det studerade projektet med de klimatpositiva hyreshusen mot rådande bestämmelser och mål.

Nyckelord: klimatpositiva hyreshus, klimatpåverkan, klimatvänliga byggnadsmaterial, KL-trä, träfiberisolering, cellulosaisolering, klimatförbättrad betong

INNEHÅLL

2.2.4 Bedömning av klimatpåverkan från byggnadsmaterial ... 5

3 ÄMNESMÄSSIG REFERENSRAM ...7

3.1 Klimatkrav på byggnadsmaterial ... 7

3.1.1 Lagkrav ... 7

3.1.2 Svenska miljömålen ... 8

3.1.2.1. Begränsad klimatpåverkan ...8

3.1.2.2. God bebyggd miljö ...8

3.1.3 Klimatmål för byggsektorn ... 9

3.1.4 Övriga styrmedel ... 9

3.1.5 Krav på byggnadsmaterial i passivhus ... 9

3.2 Konventionella byggnadsmaterial...10 3.2.1 Betong ...10 3.2.2 Stål ...10 3.2.3 Mineralull ...11 3.2.4 Cellplast (EPS)...11 3.3 Klimatvänliga byggnadsmaterial ...12

3.3.1 Material som resurser ...12

3.3.2 Bedömning av byggnadsmaterials klimatpåverkan ...12

3.3.2.2. Miljövarudeklaration (EPD) ... 13 3.3.2.3. Global uppvärmningspotential (GWP) ... 13 3.3.3 Trä ...14 3.3.3.1. Korslimmat trä ... 15 3.3.3.2. Träfiberisolering ... 16 3.3.3.3. Cellulosafiber ... 16 3.3.4 Klimatförbättrad betong ...17

3.4 Utmaningar med att bygga med mer klimatvänliga material ...18

3.4.1 Generella utmaningar med klimatvänliga material inom byggbranschen ...18

3.4.2 Utmaningar med att bygga höga träbyggnader ...18

3.4.3 Utmaningar med att använda klimatförbättrad betong ...19

4 PILOTPROJEKTET ”KLIMATPOSITIVA HYRESHUS AV TRÄ I VÄSTERÅS” ... 20

4.1 Beskrivning av projektet ...20

4.2 Beskrivning av byggnaderna ...20

4.3 Byggnadsmaterial som använts ...22

4.3.1 Grundläggning ...22

4.3.2 Stomme ...22

4.3.3 Tak ...25

5 RESULTAT ... 26

5.1 Uppfyllelse av klimatkrav på byggnadsmaterial i pilotprojektet ”Klimatpositiva hyreshus av trä i Västerås” ...26 5.1.1 Klimatkrav ...26 5.1.2 Sveriges miljömål ...27 5.2 Byggnadsmaterialens klimatpåverkan ...28 5.2.1 Grundmaterial ...28 5.2.2 Isoleringsmaterial ...28 5.2.3 Stommaterial ...29

5.3 Utmaningar med att använda mer klimatvänliga material ...32

5.3.1 Utmaningar med utbudet av byggnadsmaterial ...32

5.3.2 Ekonomiska utmaningar vad gäller val av material ...32

5.3.3 Utmaningar med konstruktionsmässiga lösningar vid användandet av mer klimatvänliga material ...32

5.3.4 Utmaningar inom byggbranschen ...33

6 DISKUSSION... 34

6.1 Resultat ...34

6.1.2 Klimatpåverkan från byggnadsmaterial ...34

6.1.3 Utmaningar med att använda klimatvänligare byggnadsmaterial ...36

6.2 Metod ...38

6.2.1 Litteraturstudie ...38

6.2.2 Fallstudie ...38

7 SLUTSATSER ... 40

8 FÖRSLAG TILL FORTSATT ARBETE... 42

REFERENSER ... 43

BILAGA 1: SITUATIONSPLAN ... 51

BILAGA 2: PLANRITNING, PLAN 1 ... 52

BILAGA 3: INTERVJU MED ARKITEKT HANS EEK ... 53

BILAGA 4: BILDER FRÅN PLATSBESÖK ... 56

FIGURFÖRTECKNING

Figur 2 Grund ... 22 Figur 3 Väggtyp 1 (V-01) ... 23 Figur 4 Väggtyp 2 (V-02) ... 23 Figur 5 Väggtyp 3 (V-03) ... 24 Figur 6 Mellanbjälklag ... 24 Figur 7 Tak ... 25

TABELLFÖRTECKNING

Tabell 2 Klimatpåverkan från betong i grund ... 28

Tabell 3 Klimatpåverkan från isoleringsmaterial ... 29

Tabell 4 Klimatpåverkan från stommaterial yttervägg ... 30

Tabell 5 Klimatpåverkan från stommaterial innervägg ... 31

Tabell 6 Klimatpåverkan från stommaterial bjälklag ... 31

BETECKNINGAR

Beteckning Beskrivning Enhet

GWP Global Warming Potential Kg CO2,ekv

R Värmeövergångsmotstånd m2_K/W

λ Värmekonduktivitet W/mK

F.E Funktionell Enhet kg

FÖRKORTNINGAR

Förkortning Beskrivning

PBL Plan- och bygglagen

PBF Plan- och byggförordningen

BBR Boverkets byggregler

EKS Boverkets konstruktionsregler

LCA Livscykelanalys

EPD Environmental Product Declaration (Miljövarudeklaration)

GWP Global Warming Potential CO2,ekv Koldioxidekvivalenter

F.E Funktionell enhet

R Värmeövergångsmotstånd

KL-trä Korslimmat trä

1

INLEDNING

Byggbranschen står idag för en stor del av samhällets klimatpåverkan och satsningar behöver göras från dess sida för att vara med i omställningen mot ett mer ekologiskt hållbart

samhälle. Detta arbete syftar till att studera ett byggföretags val av byggnadsmaterial för att minska klimatpåverkan i samband med nybyggnation av flerbostadshus. Detta för att få ökad förståelse för vilken påverkan valet av byggnadsmaterial har på klimatet.

1.1

Bakgrund

Klimatet på jorden blir allt varmare och en stor orsak till detta är människan. Om människan fortsätter att öka halten av växthusgaser i atmosfären kommer temperaturen på jorden att fortsätta stiga och redan vid 1,5 graders höjning får det stora konsekvenser (SMHI, 2018-10-08).

En stor del av svenska samhällets påverkan på miljön orsakas idag av bygg- och

fastighetssektorn. Sektorn står för bland annat ca 19 procent av totala utsläppen av koldioxid och 32 procent av totala energianvändningen i Sverige (Boverket, 2020-01-15). Utsläppen av växthusgaser inom bygg- och fastighetssektorn uppgick år 2017 till 18,1 miljoner ton,

inräknat både inhemska utsläpp och utsläpp från import. Produktionen av byggnadsmaterial har en stor betydelse för byggprocessens klimatpåverkan enligt Larsson, Erlandsson,

Malmqvist & Kellner (2016). För en betydande del av växthusgasutsläppen från byggindustrin står stål- och betongproduktionen (Arnesson, 2019).

I Sverige antogs 2017 ett klimatpolitiskt ramverk med målet att år 2045 inte ha några nettoutsläpp av växthusgaser till atmosfären(Naturvårdsverket, 2019-12-12). För att målet ska vara möjligt att nå krävs att alla sektorer bidrar, däribland bygg- och fastighetssektorn (Boverket, 2020-01-15). Samtidigt behövs det i Sverige, fram till år 2025, byggas ca 700 000 nya bostäder. Detta innebär en stor utmaning med tanke på behovet av att minska

miljöpåverkan från byggandet och byggnader (Boverket, 2016).

ETC Bygg AB är ett icke-vinstdrivande byggföretag som ingår i en mindre koncern av företag med inriktning på media, energi och bygg (”Intresseanmälan för markanvisning”, u.d.). ETC Bygg AB arbetar just nu med pilotprojektet ”Klimatpositiva hyreshus av trä” i Västerås

(Boverket, u.d.). Målet med projektet är att bygga så klimatsmarta hyreshus som möjligt utan att ha för höga hyror (Ehrenberg, 2020-01-29). Detta gör de genom klimatmedvetna val kring material och tekniker (ETC, 2020-01-01).

Studier har visat att det finns betydande skillnader i klimatpåverkan beroende på hur en byggnad konstruktionsmässigt utformas och att potential finns att minska dess påverkan

genom val av mer klimatvänliga konstruktionslösningar (Malmqvist, Erlandsson, Francart och Kellner, 2018). Även Nilsson (2012) menar att det genom val av konstruktionslösningar och byggnadsmaterial går att minska miljöpåverkan vid husbyggnation. Att konstruera hus som har en mer miljövänlig struktur med mer miljövänligt material skulle kunna innebära minskad klimatpåverkan och förbättrad möjlighet till återanvändning och återvinning av material.

Tidigare studier visar även att klimatpåverkan från nybyggda flerbostadshus främst uppkommer under byggskedet och att en stor bidragande faktor till dagens miljöproblem orsakade av byggsektorn är användandet av icke förnybara material (Malmqvist et al., 2018; Nilsson, 2012). Det är enligt Larsson et al. (2016) av stor betydelse ur klimat- och

resurssynpunkt att optimera materialvalen vid uppförandet av nya byggnader.

I en studie av Arnesson (2019) undersöktes mer hållbara byggnadsmaterial för bärande delar av ett flervåningshus med fokus på ytterväggskonstruktionen och hur dessa förhåller sig till mer konventionella material. Dessutom undersöktes vilka utmaningar som finns med användandet av de mer hållbara byggnadsmaterialen. I en annan studie av Karlsson (2017) jämfördes två flerbostadshus, en med stomme av betong och en med KL-trä, utifrån

miljöpåverkan och energianvändning. Till skillnad från dessa studier undersöks i detta arbete klimatpåverkan från byggnadsmaterial som använts i ett byggprojekt av flerbostadshus där byggnaderna utges för att vara klimatpositiva. För att ge en mer samlad bild av byggnadens klimatpåverkan studeras grund-, stom- och isoleringsmaterial.

1.2

Syfte

Syftet är att undersöka vilka byggnadsmaterial som används i pilotprojektet ”Klimatpositiva hyreshus av trä” i Västerås och dess klimatpåverkan. Vidare undersöks hur valet av

byggnadsmaterial kan bidra till minskad klimatpåverkan och vilka utmaningarna är med att bygga med dessa byggnadsmaterial. Dessutom studeras vilka krav som ställs på

byggnadsmaterial idag ur klimatsynpunkt.

1.3

Frågeställningar

Följande frågeställningar besvaras i arbetet:

- Vilka klimatkrav finns på byggnadsmaterial och på vilket sätt uppfyller byggnadsmaterialen i pilotprojektet dessa?

- Vilka byggnadsmaterial använder ETC Bygg AB i de klimatpositiva hyreshusen? - Hur kan valet av byggnadsmaterial bidra till minskad klimatpåverkan?

- Vilka utmaningar finns med att bygga flerbostadshus med mer klimatvänliga byggnadsmaterial och vilka utmaningar har det funnits i pilotprojektet vad gäller detta?

1.4

Avgränsning

I examensarbetet har byggnadsmaterialen enbart studerats utifrån dess klimatpåverkan och därmed har inte hänsyn tagits till materialens bidrag till eventuella andra miljöproblem som exempelvis försurning eller övergödning. Ytterligare en avgränsning har gjorts vid val av studerade byggnadsmaterial och enbart material som ansetts haft störst betydelse i projektet vad gäller klimatpåverkan har studerats, vilka är grundläggnings-, stom- och

2

METOD

Detta examensarbete bygger på en litteraturstudie och en fallstudie av byggnadsmaterialen i ETC Bygg AB:s byggprojekt ”Klimatpositiva hyreshus av trä” i Västerås.

2.1

Litteraturstudie

Inom ramen för litteraturstudien har olika klimatvänliga byggnadsmaterial studerats med utgångspunkt i de byggnadsmaterial som använts i de klimatpositiva hyreshusen i Västerås. Fokus har varit på de byggnadsdelar och material som i de studerade byggnaderna ansetts skilja sig mest från konventionella byggnadsmaterial utifrån klimatpåverkan, vilka har varit grundläggnings-, stom- och isoleringsmaterial. Även ett urval av konventionella

byggnadsmaterial har studerats. Dessutom studeras vilka klimatkrav som finns på

byggnadsmaterial idag samt vilka utmaningarna är med att bygga med mer klimatvänliga material.

Litteraturen som utgör grunden till den ämnesmässiga referensramen utgörs av

vetenskapliga artiklar, rapporter från Svenska Miljöinstitutet och svenska myndigheter såsom Naturvårdsverket och Boverket, svenska lagar där främst miljöbalken och plan- och bygglagen använts, tidigare examensarbeten och avhandlingar samt böcker.

Insamling av litteratur till den ämnesmässiga referensramen har främst skett via databaser på Mälardalens högskolas bibliotek. De databaser som använts är Google Scholar, SwePub och Scopus. Information har även samlats in från andra sökmotorer som Google och från litteratur via högskolans bibliotek. Sökord som använts är bland annat miljövänliga flerbostadshus, klimatsmarta byggmaterial, ”miljövänliga byggmaterial”, byggekologi, ”miljövänligt byggande”, och ”miljökrav byggnadsmaterial”.

2.2

Fallstudie

Examensarbetet baseras på en fallstudie av pilotprojektet ”Klimatpositiva hyreshus av trä i Västerås” som ETC-bygg AB driver. Insamling av data till fallstudien har skett genom dokumentanalys, intervju med arkitekt Hans Eek, platsbesök på byggarbetsplatsen och bedömning av byggnadsmaterialens klimatpåverkan.

2.2.1

Dokumentanalys

De dokument och handlingar som ligger till grund för examensarbetet utgörs av arkitekt- och konstruktionsritningar, uppgifter från en livscykelanalys som företaget låtit göras samt artiklar från företagets hemsida. Då projektägarna valt att vara transparenta med handlingar och byggprocessen fortlöpande har dokumenterats på företagets hemsida, har de

förändringar som gjorts under projektets gång som skiljer från originalhandlingar och idéer, kunnat dokumenterats från hemsidan och tagits med i arbetet. Utifrån ovan nämnda

dokument har de ingående byggnadsmaterialen som använts i projektet studerats för att se vilken klimatpåverkan dessa har. Värdena för byggmaterialens klimatpåverkan är taget från främst EPD:er för de specifika materialen, vilket beskrivs närmare i avsnitt 2.2.4.

2.2.2

Intervju

För att besvara frågeställningen om vilka utmaningarna har varit i projektet kring val och användande av klimatvänliga byggnadsmaterial, har en intervju genomförts med arkitekten Hans Eek 2020-04-16. Intervjuformen var semistruktureraddär primärt en öppen fråga ställdes kring vilka utmaningar som funnits i projektet vad gäller användandet av mer klimatvänliga material. Detta för att Hans Eek skulle få möjlighet att fritt tala kring ämnet. Vissa följdfrågor som ansågs relevanta för arbetet följde den öppna frågan såsom frågor kring utmaningar vad gäller utbudet av material, kostnader och kunskap kring

konstruktionsmässiga lösningar vid användandet av mer klimatvänliga byggnadsmaterial. Intervjun återges i sin helhet i bilaga 3.

2.2.3

Platsbesök

Under arbetets gång har platsbesök på byggarbetsplatsen utförts med det primära syftet att dokumentera progress av bygget av de klimatpositiva hyreshusen. Bilder från platsbesöken presenteras i bilaga 4.

2.2.4

Bedömning av klimatpåverkan från byggnadsmaterial

De studerade materialens klimatpåverkan bedömdes utifrån värden på deras potential att bidra till den globala uppvärmningen, GWP. För träelementen och träfiberisoleringen som använts i de studerade byggnaderna är GWP-värden tagna från produktspecifika EPD:er. För den cellulosaisolering som använts, där specifik EPD saknas, är värden tagna från studier på materialet. Värden för den klimatförbättrade betongen som använts i byggnadernas grund är tagna från det dokument som Swerock tagit fram specifikt för den betongen som använts av ETC Bygg i de klimatpositiva hyreshusen i Västerås (Swerock, u.d.). Dessa värden jämförs sedan med GWP-värden för mer konventionella byggnadsmaterial med liknande funktion. GWP-värdena för de mer konventionella byggnadsmaterialen är hämtade från jämförande studier kring materialens klimatpåverkan samt elektroniska EPD:er som bland annat gått att finna hos EPD Norge.

För samtliga byggnadsmaterial studeras klimatpåverkan från produktskedet, det vill säga från utvinning av råmaterial till dess att materialet lämnar tillverkaren.

Vad gäller isoleringsmaterialen gjordes jämförelsen utifrån GWP per funktionell enhet motsvarande den mängd material (kg) som krävs för att 1 m2 _{material ska uppfylla}

värmeövergångsmotståndet (R) motsvarande 1 m2_{K/W. Denna funktionella enhet användes} redan i litteraturen och i de EPD:er som använts. Enligt Hill et al. (2018) bör jämförelser mellan produkter göras utifrån en funktionell enhet, snarare än för en deklarerad enhet för en mer rättvis bild då mängden material varierar för att uppnå samma funktion. Enligt

Schmidt, Clausen Astrup Jensen och Kamstrup (2004) är värmeövergångsmotståndet en lämplig funktionell enhet för isoleringsmaterial. De isoleringsmaterial som tas upp i arbetet är sådana material som kan används som isolering i väggar.

Klimatpåverkan från stommaterialet, vilket i byggnaderna utgörs av KL-trä, jämfördes med betong, både konventionell och klimatförbättrad utifrån bärighet. Detta då betong är det vanligaste stommaterialet som används vid nybyggnation av flerbostadshus idag (SCB, u.d.). En motsvarande tjocklek för en betongstomme som krävs för ett flervåningshus likt det som studerats, användes som jämförelse och klimatpåverkan beräknas per kvadratmeter väggyta och bjälklag.

Vad gäller den klimatförbättrade betongen som använts i grunden jämförs dess

klimatpåverkan mot konventionell betong utifrån antagandet att samma mängd betong används i båda fallen. Betongen jämförs med hänsyn taget till betongkvaliteten och dess exponeringsklass.

3

ÄMNESMÄSSIG REFERENSRAM

I detta kapitel presenteras den ämnesmässiga referensramen kring ämnet som

examensarbetet omfattar. Initialt redovisas vilka krav och styrmedel som finns vad gäller byggnadsmaterial idag ur klimatsynpunkt. Därefter sker en presentation av ett urval av byggnadsmaterial, både konventionella samt några av de byggnadsmaterial som använts i de klimatpositiva hyreshusen i Västerås. Dessa är KL-trästomme, träfiber- och cellulosaisolering samt klimatförbättrad betong. I kapitlet finns även beskrivet hur byggnadsmaterialens

klimatpåverkan bedöms och redovisas samt vad som i litteraturen finns beskrivet kring vilka utmaningarna är vad gäller användandet av mer klimatvänliga material.

3.1

Klimatkrav på byggnadsmaterial

I detta avsnitt presenteras vilka krav som idag finns på byggnadsmaterial vad gäller klimatpåverkan. Dessa delas in krav med utgångspunkt i lagen, Sveriges miljömål,

byggsektorns klimatmål, krav för passivhus samt övriga styrmedel som kan bidra till minskad klimatpåverkan från byggnadsmaterial, både direkt och indirekt.

3.1.1

Lagkrav

I Sverige finns idag ingen lag som ställer krav på att utsläppen av växthusgaser under en byggnads livscykel redovisas. Det finns dessutom inga krav på att de byggnadsmaterial som används i en byggnad redovisas (Boverket, 2018a). De bestämmelser som finns beskrivna i plan- och bygglagen (PBL) syftar till att ”med hänsyn till den enskilda människans frihet, främja en samhällsutveckling med jämlika och goda sociala levnadsförhållanden och en god och långsiktigt hållbar livsmiljö för människorna i dagens samhälle och för kommande generationer” (SFS 2010:900, 1 kap. 1§). Vad gäller krav på hänsyn till miljö- och klimataspekter finns detta endast under planläggningsskedet. Vid uppförandet eller användandet av en byggnad finns inga bestämmelser kring hur mycket utsläpp av

växthusgaser som får förekomma. För nya byggnader är de tekniska kraven primärt riktade mot att säkerställa människors hälsa och säkerhet. Krav finns dock på att hushålla med energi vilket i sig indirekt kan påverka utsläppen av växthusgaser (Boverket, 2018a).

Den lag som ställer krav på hanteringen av miljön, miljöbalken (SFS 1998:808, 1 kap. 1 §), syftar till att ”främja en hållbar utveckling som innebär att nuvarande och kommande

generationer tillförsäkras en hälsosam och god miljö. En sådan utveckling bygger på insikten att naturen har ett skyddsvärde och att människans rätt att förändra och bruka naturen är förenad med ett ansvar för att förvalta naturen väl.”

Bland bestämmelserna i miljöbalken finns de allmänna hänsynsreglerna där bland annat kunskapsregeln och försiktighetsprincipen ingår. Dessa innebär att alla som bedriver eller planerar att bedriva en verksamhet eller ska vidta en åtgärd, ska inhämta den kunskap som krävs samt vidta de skydd- och försiktighetsåtgärder som krävs för att skydda människor och

miljön från olägenhet och skada som verksamheten eller åtgärden potentiellt skulle kunna orsaka (SFS 1998:808, 2 kap. 2, 3 §§). Liksom PBL innehåller dock miljöbalken inga bestämmelser kring begränsningar i utsläppen av växthusgaser från byggnader (Boverket, 2018a).

Med anledning av bristen på regler gällande byggnaders klimatpåverkan fick Boverket i uppdrag av regeringen att utarbeta förslag på hur byggnaders klimatpåverkan ska redovisas (Boverket, 2018a). Boverket tog fram förslag på att införa krav på klimatdeklaration vid nybyggnation och regeringen har för avsikt att införa detta fr.o.m. 1 januari 2022 (Boverket, 2020-04-14). En klimatdeklaration syftar till att synliggöra byggnaders klimatpåverkan och användandet av livscykelanalyser för att få aktörer i byggsektorn att se hur de själva kan bidra till minskad klimatpåverkan. Förhoppningen är ett förändrat beteende hos byggherrar som aktivt kommer göra andra mer klimatvänliga val av byggprodukter och andra åtgärder för minskad klimatpåverkan. På sikt är avsikten med kravet på klimatdeklarationer att kunna styra byggsektorn mot en betydligt lägre klimatpåverkan än den orsakar idag (Boverket, 2018a).

3.1.2

Svenska miljömålen

Sverige har 16 nationella miljömål vilka utgör riktmärken för miljöarbetet i landet (Sveriges miljömål, 2019-05-10). Två av dessa miljömål utgörs av målet med begränsad

klimatpåverkan och god bebyggd miljö.

3.1.2.1.

Begränsad klimatpåverkan

Målet ”Begränsad klimatpåverkan” syftar till att begränsa människans påverkan på

klimatsystemet så att denna inte blir skadlig genom att stabilisera mängden växthusgaser i atmosfären på en för systemet hälsosam nivå (Sveriges miljömål, 2020-03-31a). För att uppnå detta mål finns beskrivet ett antal åtgärder som företag kan göra, vilka bland annat är övergång från fossila bränslen och råvaror till förnybara, satsning på återvinning och att använda återvunna råvaror, designa produkter som förenklar reparation och återvinning, minska mängden avfall och se över företaget utifrån ett klimatperspektiv för att kunna identifiera och åtgärda delar med störst klimatpåverkan (Sveriges miljömål, 2018-02-07).

3.1.2.2.

God bebyggd miljö

Miljömålet ”God bebyggd miljö” definieras av Sveriges riksdag:

Städer, tätorter och annan bebyggd miljö ska utgöra en god och hälsosam livsmiljö samt medverka till en god regional och global miljö. Natur- och kulturvärden ska tas till vara och utvecklas. Byggnader och anläggningar ska lokaliseras och utformas på ett miljöanpassat sätt så att en långsiktig god hushållning med mark, vatten och andra resurser främjas (Sveriges miljömål, 2020-03-31b).

I målet ”God bebyggd miljö” ingår bland annat en bebyggelsestruktur som är långsiktigt hållbar med byggnader som är hållbart utformade samt hushållning med energi- och naturresurser för att minska användning av naturresurser och främja användandet av förnybara energikällor (Sveriges miljömål, 2018-03-08).

3.1.3

Klimatmål för byggsektorn

Initiativet Fossilfritt Sverige (2018) har utarbetat en färdplan för bygg- och

anläggningssektorn för att nå klimatneutralitet år 2045. I färdplanen finns etappmål uppdelade på fem mål. Det första etappmålet är satt för år 2020-2022 och målet är att aktörer inom sektorerna bygg- och anläggning har gjort en kartläggning över sina utsläpp av växthusgaser och satt upp klimatmål. År 2025 är målet att det ska finnas en tydligt

nedåtgående trend vad gäller utsläpp av växthusgaser från sektorn. Nästa etappmål är år 2030 där målet är att utsläppen av växthusgaser ska ha minskat med 50 procent i jämförelse med år 2015. För år 2040 är målet en minskning med 75 procent för att år 2045 nått målet med nettonoll-utsläpp av växthusgaser.

3.1.4

Övriga styrmedel

I Sverige finns några styrmedel som direkt eller indirekt påverkar utsläppen av växthusgaser från byggnader. Bland dessa finns ekonomiska styrmedel som koldioxidskatt, EU:s handel med utsläppsrätter och energiskatt. Även regler och riktlinjer i Boverkets byggregler (BBR), Boverkets konstruktionsregler (EKS), PBL och PBF gällande byggnaders tekniska egenskaper kan ha en indirekt påverkan på utsläppen av växthusgaser vid val av konstruktionslösning, material och byggmetod (Boverket, 2018).

3.1.5

Krav på byggnadsmaterial i passivhus

Ett passivhus är en välisolerad byggnad utrustad med ett ventilationssystem genom vilket värmeåtervinning sker. Verkningsgraden för värmeåtervinningen är hög, ca 85 procent. Fokuset ligger på energieffektivitet och i ett passivhus är energianvändningen för ventilation, uppvärmning och varmvatten låg. I ett passivhus nyttjas värmen och ljuset från

solinstrålning samt värmeavgivningen från människor och apparatur för att minska behovet av konventionell värmetillförsel (Andrén & Tirén, 2012).

För ett passivhus ställs enligt Forum för Energieffektivt Byggande (u.d.) vissa byggnadskrav. I dessa ingår krav på lufttäthet, termisk komfort, fukt och ljud. Enligt Andrén och Tirén (2012) ställs dock inga krav på vilka byggnadsmaterial som används i ett passivhus för att uppfylla dessa.

3.2

Konventionella byggnadsmaterial

I detta avsnitt presenteras ett urval av konventionella byggnadsmaterial. Material som studerats är betong, stål, mineralull och cellplast.

3.2.1

Betong

Att bygga i betong har många fördelar. Betong är robust, tål fukt och möglar inte, har hög brandsäkerhet och god formbarhet. Det har även goda ljuddämpningsegenskaper och lång livslängd. Betongens positiva egenskaper har gjort armerad betong till nutidens mest använda material i byggnadskonstruktioner. Trots detta är traditionell betong inte ett alternativ för hållbart byggande på grund av dess höga klimatpåverkan vid produktion (Svensk Betong, 2017). Enligt statistik från 2018 byggs de flesta flerbostadshus med en stomme av betong, ca 85 procent av alla nybyggda flerbostadshus (SCB, u.d.).

Fastän klimatpåverkan från betong minskat med 20 procent under de senaste 20 åren räknar Svensk Betong att Sveriges produktion av betong, varav 75 procent av betongen används till husbyggnation, släpper ut cirka 1 650 000 ton koldioxid per år (Svensk Betong, 2017).

Betong består av ballast, cement och vatten. Ibland används tillsatsmedel för att förbättra betongens prestanda. Mellan 70 och 80 procent av betongens vikt utgörs av ballast, som vanligtvis består av krossat stenmaterial, sand och natursten (Bokalders & Block, 2014). Cement fungerar som bindemedlet i betong och består huvudsakligen av kalksten. Det är under cementframställningen som minst 90 procent av betongens koldioxidutsläpp sker. Resterande utsläpp kommer från transporter, produktionsprocesser och övriga delmaterial (Svensk Betong, u.d.).

Under hela betongens livslängd sker en process där koldioxid i omgivande luft reagerar med kalciumhydroxiden i betongen. Denna process kallas karbonatisering och innebär att

betongen försöker återgå till sin ursprungringliga form som kalksten. Processen leder till att det bildas kalciumkarbonat. De negativa aspekterna med karbonatisering är att det främjar en korrosionsprocess i armeringsstålet samt bidrar till en krympningsprocess i betongen. Det positiva är att processen tar upp koldioxid från omgivningen och därmed bidrar till en

koldioxidminskning. Beroende på blandningen av betongen så varierar nivån av mängden koldioxid som kan tas upp, men det uppskattas ofta till 10 procent av den koldioxid som betongen totalt släpper ut under sin livstid (Arneson, 2019).

3.2.2

Stål

Stål tillhör de vanligaste byggnadsmaterialen och kan användas exempelvis som bärande element, armering i betong och till installationer till VVS (Pacheco-Torgal, Cabeza, Labrincha & de Magalhães, 2014). Den huvudsakliga råvaran i stål är järn men det innehåller även kol, mangan, fosfor och svavel (Bokalders & Block, 2104). Ståltillverkningen är enligt Arnesson (2019) en mycket energikrävande process och bidrar till en stor del av utsläppen av

växthusgaser från byggindustrin. Enligt Bokalders och Block (2014) är dock stål den metall som kräver minst energi vid tillverkning och i världen baseras ca 40 procent av stålet som

framställs av återvunnet material. För att inte rosta krävs att stål skyddas med zink och för att bli mer brandsäkert krävs antingen brandskyddsfärg eller gips.

3.2.3

Mineralull

Mineralull är ett brandbeständigt isoleringsmaterial med bra ljudisoleringsförmåga. Mineralull finns som skivor, mattor, drevremsor och lösull, och kan antingen baserade på sten eller glas. Värmekonduktiviteten för mineralull är ca 0,033-0,040 W/mK (Bokalders & Block, 2014).

Glasull består av kvartssand, fältspat och/eller dolomit samt returglas (Bokalders & Block, 2014). Enligt författarna utgörs ca 80 procent av dagens glasull av återvunnet material. Stenull innehåller istället diabas och dolomit. Vid tillverkningen smälts materialen vid en hög temperatur. Enligt Hill et al. (2018) krävs för glasull ca 1300-1450o_{C, medan tillverkning av} stenull kräver temperaturer på uppåt 1600°C. Mineralfiber bildas genom att smältmassan blåses ut på en roterande skiva genom ett munstycke och fibrerna binds ihop med hjälp av bindemedel (Bokalders & Block, 2014).

Glas- och stenull är vanliga isoleringsmaterial idag, enligt siffror från 2012 upptog mineralull 52 procent av världsmarknaden för värmeisolerande material. På grund av utnyttjandet av icke-förnybara råvaror och fossil energi vid tillverkning har mineralullen, enligt Asdrubali, D’Alessandro och Shiavoni (2015), en betydande negativ påverkan på miljön under främst produktionsskedet.

3.2.4

Cellplast (EPS)

Cellplast är, utöver mineralull, även det ett vanligt förekommande isoleringsmaterial i

byggnader idag och enligt statistik från 2012 upptog cellplast 41 procent av världsmarknaden för värmeisolerande material (Asdrubali et al., 2015). Det finns två typer av cellplast,

expanderad polystyren (EPS) och extruerad polystyren (XPS) (Bokalders & Block, 2014). Nedan presenteras EPS då det är den cellplast som används i väggar (Finnja, u.d.). EPS tillverkas av polystyren, pentan och brandskyddsmedel som isolerskivor med λ-värde 0,031-0,041 W/mK. Vid tillverkningen utsätts små kulor av polystyren och pentan för värme och expanderar till en kula som består av upp till 98 procent luft. För att tillverka skivor, smälts kulorna samman. Tillverkningsprocessen är energikrävande, komplicerad samt skadlig för miljö och människors hälsa (Bokalders & Block, 2014).

Liksom för mineralull, har cellplast på grund av nyttjandet av icke-förnybar råvara samt en framställningsprocess som kräver en stor mängd energi, en negativ påverkan på klimatet enligt Asdrubali et al. (2015). Dessutom har det en negativ miljöpåverkan då det enligt författarna är svårt att återanvända och återvinna cellplasten.

3.3

Klimatvänliga byggnadsmaterial

I detta avsnitt presenteras hur klimatpåverkan från byggnadsmaterial bedöms och därutöver sker en beskrivning av trä som byggnadsmaterial med fokus på KL-trä, träfiber- och

cellulosaisolering samt klimatförbättrad betong.

3.3.1

Material som resurser

Material som används på jorden och dels utnyttjas inom byggnadsindustrin kan delas in i lager-, fond- och flödesresurser (Bokalders & Block, 2014). Det förstnämnda innebär ändliga råvaror som inte nybildas, de kan av den anledningen betraktas som ett lager av råvaror. När dessa nyttjas minskar tillgången på råvaran. Till denna kategori räknas exempelvis metaller, mineraler, kol och olja. En fondresurs innebär att det finns ett lager av resursen, men det som skiljer från en lagerresurs är att detta lager kan fyllas på inom ett tidsperspektiv som är kortare än ett geologiskt. Till fondresurser tillhör exempelvis träd (Ammenberg & Hjelm, 2013). Flödesresurser innebär sådana resurser som är konstanta och som inte kommer att ta slut inom en överskådlig framtid såsom sol, vind och vatten. Material som tillhör kategorin lagerresurser är material som det behöver hushållas med (Bokalders & Block, 2014). Ur miljösynpunkt är det att föredra att nyttja material som kan återbildas, så kallat

förnyelsebara material. Detta dock under förutsättning att användandet av materialet inte överstiger tillväxten av råvaran (Bokalders & Block, 2019).

3.3.2

Bedömning av byggnadsmaterials klimatpåverkan

Byggnadsmaterial bidrar till utsläpp av växthusgaser under hela sin livstid, från utvinnandet av råvaran och tillverkning av materialet till transporter, bygg-, användnings- och

rivningsskedet (Guo, Liu, Meng, Huang, Sun & Shau, 2017). I detta avsnitt presenteras några förekommande sätt att bedöma och redovisa byggnadsmaterials klimatpåverkan.

3.3.2.1.

Livscykelanalys (LCA)

Livscykelanalys (LCA) är en metod som används för att beräkna en produkts påverkan på miljön under hela dess livstid, från utvinning av råvaror till avfallshantering när produkten anses förbrukad. Vid beräkning av en byggnads miljöpåverkan delas dess livscykel in i tre faser; byggskedet, användningsskedet och slutskedet (A, B och C) (Boverket, 2019-02-20a). Dessa skeden presenteras utifrån beskrivningen av Larsson et al., (2016) i tabell 1. I

byggskedet ingår produkt- och byggproduktionsskedet där beräkningar görs för

miljöpåverkan vid framtagning av materialet, uppförandet av byggnaden samt de transporter som krävs inom denna fas. Under användningsskedet ingår beräkningar av miljöpåverkan från bland annat energianvändning, drift och underhåll. Det slutliga skedet innebär den miljöpåverkan som blir vid rivning och bortfraktande av material för återanvändning, återvinning eller deponi. I en LCA kan miljöpåverkan genom exempelvis klimatpåverkan, försurning och övergödning beräknas. Genom en livscykelanalys blir det tydligt i vilket skede en produkt bidrar till mest klimatpåverkan(Boverket, 2019-02-20a). Enligt Bokalders och

Block (2014) är LCA den metod, som enligt EU:s byggproduktdirektiv, ska användas för att redovisa olika materials miljöpåverkan. Det är dessutom den metod som enligt direktivet ska ha betydelse i miljöcertifieringssystem.

Tabell 1 Livscykelanalysens tre faser

A. Byggprocessen B. Användningsskedet C. Slutskedet Produktskedet

(A1-A3) Byggproduktskedet (A4-A5) B1. Användning C1. Demontering och rivning A1.

Råvaruutvinning A4. Transport B2. Underhåll C2. Transport A2.

Transport A5. Konstruktions- och installations- processen B3. Reparation C3. Restprodukts-hantering A3.

Tillverkning B4. Utbyte C4.

Avfalls-hantering B5. Renovering B6. Driftenergi B7. Driftens vattenanvändning

3.3.2.2.

Miljövarudeklaration (EPD)

En EPD (Environmental product declaration) är ett dokument som beskriver en produkts miljöpåverkan under dess livscykel, vilket är verifierat och granskat av en oberoende part (IVL Svenska miljöinstitutet, 2020-04-23). För en byggprodukt kan den data som

presenteras i dess EPD användas vid genomförande av en LCA för en hel byggnad. En EPD innehåller information om produkten, metodvalet och resultatet av bedömningen av produktens miljöpåverkan och är oftast giltig i tre till fem år (Boverket, 2019-02-20b). Miljövarudeklarationer kan användas för att jämföra olika produkters miljöpåverkan. För att detta ska vara möjligt gäller att det vid framtagningen av en EPD tas hänsyn till

produktspecifika regler (PCR). Dessa regler, ofta framtagna i samarbete med

branschorganisationerna, innefattar riktlinjer för bland annat metodval och dataunderlag för en specifik produktgrupp, exempelvis isoleringsmaterial eller dörrar (Boverket, 2019-02-20b).

3.3.2.3.

Global uppvärmningspotential (GWP)

Global uppvärmningspotential (GWP) är ett mått på en produkts klimatpåverkan. GWP är en faktor som beskriver en växthusgas potential att bidra till växthuseffekten i förhållande till koldioxid och anges i mängden koldioxidekvivalenter. Utifrån växthusgasernas olika GWP-faktorer kan dess påverkan på klimatet jämföras och beräknas genom att multiplicera utsläppen med faktorn (Erlandsson, Malmqvist, Francart och Kellner, 2018;

faktorn 25 respektive 298 (Naturvårdsverket, u.d.). Vanligtvis används GWP100, vilket innebär en växthusgas klimatpåverkan sett ur ett hundraårsperspektiv (Malmqvist et al., 2018).

3.3.3

Trä

Enligt Höynä (2019-05-14) skedde en markant ökning av efterfrågan på flerbostadshus i trä år 2018. Trä har många användningsområden som byggnadsmaterial och kan användas i allt från konstruktionselement och isolering till fasad-, tak-och inredningsmaterial. Erfarenheten av att använda trä som byggnadsmaterial är lång. Av svenska inhemska träslag används främst barrträslagen furu och gran som material i bärande konstruktioner. Andra träslag av lövträ används främst idag som golv- och inredningsmaterial men har potential till andra användningsområden (Bokalders & Block, 2014).

Trä ingår i kategorin förnyelsebara material och av den anledningen är trä nästan uteslutande det material som enligt Bokalders och Block (2014) är mest fördelaktigt att använda ur miljösynpunkt vid byggnation. I en studie av Peñaloza (2017) om vilken roll biobaserade byggnadsmaterial har, i detta fall material tillverkat av biomassa från skogen, vad gäller klimatpåverkan vid nybyggnation av byggnader, visar resultatet att ju högre innehåll av biobaserat material i en konstruktion desto mindre klimatpåverkan får

byggnaden. Vid tillverkning av biobaserat material krävs dessutom en mindre mängd energi i relation till den energi som krävs vid tillverkning av andra material som exempelvis betong, gips och stål. Mycket av den energi som används vid tillverkningen erhålls dessutom från biobaserade biprodukter från dess egna produktionskedja.

Genom fotosyntesen kan träd absorbera koldioxid och sedan lagra den. Huvuddelen av den koldioxid som lagras i ett träd som avverkas förblir lagrat i trämaterialet under hela dess livstid (Beyer et al., 2006; Naturvårdsverket, 2020-04-03). I och med denna förmåga att lagra koldioxid utanför atmosfären ses träd som en kolsänka (Erlandsson et al., 2018). En kubikmeter trä har enligt Beyer et al. (2006) förmågan att lagra ca 0,9 ton koldioxid. Genom att ersätta en kubikmeter av material som betong, lättbetong eller tegel med en kubikmeter trä kan, enligt författaren, en besparing av koldioxid på ca 0,75-1 ton göras. Enligt Larsson et al. (2016) skulle ett ökat byggande av hus av trä, i förhållande till hus av betong, resultera i en betydande reducering av koldioxidutsläpp.

Uttjänta trämaterial och restprodukter från avverkning av skogen kan genom förbränning användas som energikälla istället för fossila bränslen. Den mängd koldioxid som lagrats i trämaterialet släpps då åter ut i atmosfären (Beyer et al. 2006; Naturvårdsverket, 2020-04-03). Ett annat alternativ för hantering av träavfall är att nyttja det som biokol. Genom att hetta upp biologiskt material, som trä, under begränsad syretillförsel kan biokol framställas. Biokolet fungerar som en biosänka i och med att endast häften av den koldioxid som lagrats i materialet återgår till atmosfären under framställningen, resterande lagras i biokolet som sedan grävs ner i marken och används som jordförbättringsmedel (Krook, 2017).

I traditionella livscykelanalyser görs ofta antagandet att träprodukter inte bidrar till några nettoutsläpp av koldioxid, utöver utsläpp från transporter och tillverkningsprocesser, sett över träproduktens livstid (Erlandsson et al., 2018). Enligt författarna är detta antagande dock en förenkling och det finns fler faktorer som har betydelse vid bedömningen av träprodukters egentliga klimatpåverkan såsom exempelvis tiden för utsläppen. Under rätt förutsättningar och med hållbart skogsbruk där avverkade träd ersätts med nya, kan träd ha en positiv inverkan på klimatet. Enligt Naturvårdsverket (2020-04-03) avverkas varje år mindre träd än vad som växer och planteras i svenska skogen. Myndigheten menar att det genom ett hållbart skogsbruk, där kontinuerlig återplantering av träd sker och hänsyn tas till det kolförråd som finns i marken samt dess produktionsförmåga, kan skogen nyttjas som resurs och återkommande avverkas utan någon nettoförlust av kol.

Det finns även andra faktorer som har betydelse för träprodukter. I en studie av olika ekobyggnadsmaterials klimatpåverkan utifrån ett livscykelperspektiv framkom att trä som värmebehandlats har betydligt högre klimatpåverkan än obehandlat trämaterial. Utifrån materialens GWP-värden framkom att trämaterial som värmebehandlats släpper ut

motsvarande 514,03 CO2,ekv/m3, till skillnad från de obehandlade trämaterialen i studien som släpper ut motsvarande 25-140 CO2,ekv/m3 (Petrovic, Are Myhren, Zhang, Wallhagen & Eriksson, 2019).

I en studie från 2008 av Mahapatra, Gustavsson och Hemström (2012) analyserades styrkor och svagheter gällande att bygga flervåningshus av trä i ett projekt i Skellefteå. De styrkor som framkom gällande träkonstruktioner var möjligheten att i stor utsträckning kunna använda prefabricering, mer flexibla konstruktionssystem, kort byggtid, mer miljövänligt och god tillgång till inhemskt trämaterial. Bland svagheterna framkom kostnader, att byggarbetet lätt påverkas av yttre störningar som hård vind, behov av flera kompletterande installationer för att uppfylla kraven på brandsäkerhet, ljud, stabilitet och lufttäthet, tekniska

begränsningar i hur hög en träbyggnad kan byggas samt ett litet utbud av företag med kompetens att bygga flervåningshus i trä.

3.3.3.1.

Korslimmat trä

Korslimmat trä (KL-trä) är en form av massivt trä och består av minst tre lager träskivor som, vinkelrätt mot varandra, limmas ihop under högt tryck. Det lim som används idag är främst gjort av polyuretan (Arnesson, 2019).

KL- trä kan idag användas som bärande konstruktionsdelar istället för betong, stål och murverk och med dagens teknik kan flerbostadshus upp till 18 våningar byggas med KL- trä (Arnesson, 2019). Att använda massiva träelement av korslimmat trä i byggnader är enligt Peñaloza (2017) en av de mest väletablerade byggnadssystemen av trä i Sverige.

Träelementen är huvudsakligen prefabricerade och transporteras sedan till byggarbetsplatsen för montering på plats.

I jämförelse mellan en byggnad av armerad betong och en av KL-trä ur ett

procent respektive 9,9 procent vid val av det senare (Guo et al., 2017). Enligt Arnesson (2019) kan en byggnad konstruerad av KL-trä, på grund av träets förmåga att binda koldioxid, bidra till nettonegativa utsläpp av koldioxid. Ur ett livscykelperspektiv görs koldioxidbesparingar under alla faser av livscykeln. Under produktionsfasen av KL-trä uppskattas en kubikmeter resultera i negativa utsläpp av koldioxid på 676 kg koldioxid enligt författaren.

Kostnaden för KL-trä tycks skilja sig åt enligt olika källor. Enligt Arnesson (2019) är det ca 10-30 procent dyrare att använda KL-trä i jämförelse med armerad betong. Material- och arbetskostnader för KL-trä är lägre än för armerad betong men kostnader för försäkringar är högre och därför blir den totala kostanden högre för KL-trä. Guo et al. (2017) menar å andra sidan att kostnaden för KL-trä ligger nära den kostnad som blir vid användandet mer

traditionella byggnadsmaterial som betong, stål och tegel.

3.3.3.2.

Träfiberisolering

Träfiber är ett förnybart alternativ av isoleringsmaterial. Träfiberisolering tillverkas genom att trä flisas och mals för att därefter spädas med vatten (Bokalders & Block, 2014). Trä som används till träfiberisolering kan komma från skördad skog eller spill från sågverk eller skogsbruk (Schiavoni, D’Alessandro, Bianci & Asdrubali, 2016). Trämassan pressas sedan samman under tryck och värme. Bindemedlet utgörs av träets eget lignin. Vissa andra ämnen kan ibland tillkomma som exempelvis ammoniumsulfat som skydd mot brand och

aluminiumsulfat som skydd mot angrepp av mögel (Bokalders & Block, 2014). Beroende på format; porös matta alternativt porös eller hård skiva, erhålls olika

isoleringskvaliteter. För en porös matta erhålls ett lambdavärde på 0,037-0,039 W/mK, för en porös skiva 0,039-0,045 W/mK och för en hård skiva 0,17 W/mK (Bokalders & Block, 2014).

Genom att använda trä som material kan en viss mängd koldioxid lagras i produkten, för en träfiberskiva ca 0,352 kg CO2/kg (Bokalders & Block, 2014).

3.3.3.3.

Cellulosafiber

Isolering av cellulosamaterial tillverkas av nyproducerad pappersmassa alternativt returpapper som mals ner (Bokalders & Block, 2014). Ofta tillsätts olika icke-organiska ämnen för att minska cellulosamaterialets antändningsförmåga och risk för biologiskt angrepp (Lopez Hurtado, Rouilly, Vandenbossche och Raynaud, 2015).Cellulosaisolering finns i formaten lösull, skivor och drevremsor och har ett värde på värmekonduktiviteten på ca 0,038-0,043 W/mK (Bokalders & Block, 2016). Vanligast idag är dock användandet av lösull (Schiavoni, D’Alessandro, Bianci & Asdrubali, 2016). Nyproducerad cellulosa kräver mer energi vid framställning än vid användning av returpapper (Bokalders & Block, 2014). I en studie presenterad av Lopez Hurtado et al. (2015) framkommer att vid utbyte av stenull mot cellulosafiber som isolering, kan en reduktion med ca 15 procent av utsläppen av växthusgaser ske. För en byggnad som uppfyller kriterier för passivhus kan reduktionen vid ett sådant byte bli ca 6-8 procent för produktionen av material.

Trots cellulosafibers goda värmeisolerande förmåga används det inte i någon större utsträckning i förhållande till mer konventionella isoleringsmaterial (Lopez et al., 2015). Enligt författarna finns vissa nackdelar med cellulosaisolering, bland annat har det en förmåga att ta upp vatten, är brännbart och har en ökad risk för svampangrepp. Av den anledningen krävs utveckling och optimering av materialet.

3.3.4

Klimatförbättrad betong

Med dagens teknik och kunskap är det möjligt att uppnå en väsentlig reduktion av

klimatpåverkan för betong som används vid husbyggnation. Minskningen av klimatpåverkan kan ske i flera steg. Det första steget är att använda betongen effektivare, så att en mindre mängd betong behöver tillverkas och transporteras. Genom materialoptimering och resurseffektiv konstruktionslösning och design kan detta bli möjligt (Svensk Betong, u.d.).

Nästa steg är att välja rätt kvalitet på betongen för ändamålet, då en högre betongkvalitet kan leda till en högre klimatpåverkan. I många fall väljs en högre kvalitet än vad konstruktionen egentligen kräver, detta för att lägga in marginaler för att undvika negativa påföljder om det uppkommer fel i produktion och logistik. Ett annat skäl kan också vara att det finns krav på snabb uttorkning, till exempel vid golvläggning av vissa typer av golv. I dessa fall är det inte teknisk möjligt att reducera koldioxidutsläppen till mer än 10 procent (Svensk Betong, u.d.). Steget därefter är att klimatförbättra betongen. Detta kan göras genom optimerad

bindemedelssammansättning, vilket kan leda till en lägre klimatpåverkan då

cementframställningen står för den största av betongens koldioxidutsläpp. Alternativa bindemedel med lägre klimatpåverkan är slagg och flygaska (Svensk Betong, u.d.). Slagg är en restprodukt från stålindustrin och flygaska från kolkraftverk (Bokalders & Block, 2014). I betong med alternativa bindemedel kan vissa egenskaper skilja sig mot betong som enbart använder cement som bindemedel. Det kan handla om betongens beständighet mot frost, uttorkningstid och andra faktorer som kan påverka gjutningen. På grund av detta finns det regler om hur stor andel alternativa bindemedel kan ersätta cementklinkern, även projektets förutsättningar kan vara avgörande för bindemedelssammansättningen (Svensk Betong, u.d.). Men, då slagg och flygaska kommer från energikrävande industriella processer diskuteras det om det verkligen går att betrakta dessa material som förnybara och koldioxidneutrala (Arneson, 2019).

Då transporterna står för 5-8 procent av betongens klimatpåverkan finns det möjlighet att sänka koldioxidutsläppen genom moderna motorer och övergång till nya fossilfria drivmedel. Även i produktion finns det ytterligare potential att sänka betongens klimatpåverkan genom val av klimatvänliga energislag och bränslen (Svensk Betong, u.d.).

Oavsett val av huvudmaterial av stomme, som trä eller betong, finns enligt Malmqvist et al. (2018), mer eller mindre klimatvänliga alternativ och lösningar. Enligt författarna kan, genom relativt enkla medel, klimatbesparingar göras genom den teknik som finns idag, alternativa materialval och klimatförbättrad betong med ett recept som inte har någon påverkan på dess slutfunktion. Av denna anledning är det betydelsefullt i all nyproduktion

identifiera vilka mer klimatvänliga val av material och teknik som finns för att sedan genomföra dessa.

3.4

Utmaningar med att bygga med mer klimatvänliga material

I detta avsnitt presenteras vilka utmaningar som finns med att bygga med mer klimatvänliga material, där generella utmaningar inom byggbranschen beskrivs samt utmaningar med att bygga höga träbyggnader och användandet av klimatförbättrande betong.

3.4.1

Generella utmaningar med klimatvänliga material inom

byggbranschen

Byggbranschen anses ofta vara långsam vad gäller förändringar och av den anledningen kan tekniska förändringar ta flera decennier (Mahapatra et al., 2012). Inom byggindustrin forskas det relativt lite och sektorn har en låg utvecklingsgrad (Arnesson, 2019). Byggbranschen kan generellt ses som en bransch som tar mindre risker och som på grund av normer, rådande kunskap och investeringar i mer traditionella byggnadsmaterial väljer att nyttja beprövade metoder (Larsson, 2016). Författaren menar vidare att uppfattningen och attityder kring ett material har en stor påverkan på valet av material och därför kan kulturen på befintliga byggföretag ha stor betydelse för materialvalet. Dessutom framgår av en rapport av Boverket (2018b) att det saknas en egentlig affärsnytta med att bygga mer klimatvänligt, vilket utgör ett hinder.

Arbete med byggnadskonstruktion sker ofta i projektform där olika aktörer inom

byggsektorn tillfälligt arbetar tillsammans. Då projekten sällan är identiska och upprepar varandra samt att grupper av aktörer ofta skiljer sig åt mellan olika projekt, menar Mahapatra och Gustavsson (2008) att kunskapsöverföringen mellan projekten blir liten vilket försvårar innovation och bidrar till bibehållande av traditionella byggmetoder.

3.4.2

Utmaningar med att bygga höga träbyggnader

I mer än ett århundrade, fram till och med 1994, var det förbjudet att använda trä i flervåningsbyggnader i Sverige på grund av stadsbränder under 1800-talet. Under denna period har byggkonstruktionssystem av tegel och betong blivit väletablerade och idag finns tekniska, ekonomiska, institutionella samt sociala faktorer som stödjer dessa befintliga byggnadssystem (Mahapatra et al., 2012; Mahapatra & Gustavsson, 2008). Ett sådant väletablerat system tycks motsätta sig nya innovationer som att bygga höga hus i trä (Mahapatra et al., 2012). Gällande trä finns även uppfattningen att det är ett gammalt material som inte passar i ett modernt industriellt byggsystem (Larsson, 2016).

I en sammanställande studie av Larsson (2016) kring vilka hinder som finns inom byggindustrin vad gäller byggandet av högre hus i trä, beskrivs brist på kunskap, låg benägenhet till förändring samt osäkerhet kring användandet av nya material och

funktionskrav i lagen som orsaker till att trä inte väljs som byggnadsmaterial i större utsträckning. Inom byggbranschen finns vissa osäkerheter kring tekniska aspekter av

träbyggande såsom ljudisolering, brandskydd, fukt, bärighet och livslängd (Mahapatra et al., 2012). Den främsta institutionella anledningen till begränsad användning av trä beskrivs vara bristen på utbildning, kunskap och erfarenhet bland samtliga inom byggsektorn. Enligt Mahapatra och Gustavsson (2008) har utbildning av personer verksamma i byggsektorn, exempelvis byggingenjörer, arkitekter och entreprenörer, präglats av konstruktioner av betong och tegel. Dessa personer har en nyckelroll vid val av byggnadsmaterial och utifrån sin kunskap är det mer troligt att de rekommenderar material som de själva är vana att arbeta med. Långsiktiga kontrakt mellan leverantörer och entreprenörer kan enligt Larsson (2016) även det påverka valet av material och göra att det inte sker någon investering i nya material. Enligt Larsson (2016) tar många aktörer inom byggbranschen kortsiktiga beslut och beslut som resulterar i så låga kostnader som möjligt.

Kostnader har en stor betydelse för valet av stommaterial och beslutsfattare kan uppleva att det finns ekonomiska risker med att använda trä. Att bygga högre hus med trä kan ses som ett relativt nytt sätt att bygga på och eventuellt har inte de ekonomiska fördelarna blivit tydliga än. För att uppfylla de tekniska kraven som finns på en byggnad enligt BBR, blir ofta de byggnadstekniska lösningarna vid användandet av trä dyrare än vid användandet av traditionella material (Larsson, 2016).

Enligt Boverket (2018b) är ett hinder för att bygga högre byggnader av trä är de osäkerheter som finns kring hur en sådan byggnad åldras, behovet av underhåll och dess förmåga att motstå brand och fukt. På grund av dessa osäkerheter kalkylerar ofta byggherrar med en högre riskpremie vid val av trä som stommaterial, vilket kan leda till att det väljs i mindre utsträckning i förhållande till betong som har en lägre riskpremie.

För att kunna övergå till att bygga mer träkonstruktioner krävs investering i ökad kunskap, förbättrade färdigheter, logistik och utökade nätverk för aktörer. Det kommer även att krävas institutionella förändringar (Mahapatra & Gustavsson, 2008). Lagkrav har även det en stor betydelse för att kunna öka byggandet i trä (Larsson, 2016).

3.4.3

Utmaningar med att använda klimatförbättrad betong

Enligt Svensk Betong är det är varken svårt eller kostsamt att klimatoptimera betongen i en byggnad, tekniken för förbättring och metodiken för beräkning av betongens klimatpåverkan finns. Utmaningen ligger istället i att tänka och arbeta på ett nytt sätt. Vilket behövs både vid kravställning, konstruktion, tillverkning av betong samt produktion av byggnaden.

Möjligheten till att minska klimatpåverkan är större ju tidigare i processen kraven ställs (Svensk Betong, u.d.).

4

PILOTPROJEKTET ”KLIMATPOSITIVA HYRESHUS AV TRÄ

I VÄSTERÅS”

Under detta kapitel ges en beskrivning av det studerade pilotprojektet med de klimatpositiva hyreshusen i Västerås samt vilka val av byggnadsmaterial som gjorts. Uppgifterna är

hämtade från artiklar, ritningar och övriga handlingar på företagets hemsida och från dokument erhållna av en av projektets arkitekt, Hans Eek.

4.1

Beskrivning av projektet

Det studerade pilotprojektet ”Klimatpositiva hyreshus av trä i Västerås” ingår i ett större projekt med att ta fram klimatpositiva hyreshus som ETC Bygg driver. I projektet genomförs satsningar på att använda mer klimatvänliga material (H. Eek, personlig kommunikation, 2020-04-16). Utöver denna satsning på materialet i byggnaderna kommer husens

energiförsörjning utgöras av solel från solceller på byggnadernas tak och balkonger. Dessutom finns ambitionen till ett mer klimatvänligt leverne för kommande hyresgäster. I planerna finns bland annat odling på balkonger, egen kompostering och en bilpool med elbilar för hyresgästerna att hyra (ETC Bygg, u.d.). Husen finansieras genom allmänheten med crowdfunding och möjlighet finns till sparande i husen (ETC, 2017-12-19).

4.2

Beskrivning av byggnaderna

Det objekt som studerats i examensarbetet är de klimatpositiva hyreshusen som uppförs vid Öster Mälarstrand i Västerås. I projektet uppförs två byggnader med sammanlagt 30

hyreslägenheter med varierande storlek från ett till tre rum och kök fördelat på fem

våningsplan. Samtliga lägenheter har balkong där utrymme kommer finnas till odling (ETC Bygg, 2019). Byggnaderna är utformade så att de uppfyller kraven för passivhus enligt FEBY12 (”Intresseanmälan för markanvisning”, u.d.). Illustration av husen visas i figur 1 och situationsplan redovisas i bilaga 1.

I byggnaderna används flera mer miljövänliga och energieffektiva tekniker. Snålspolande duschar kommer att installeras, där strålen kommer att kunna ha ett högt tryck med hjälp av en Vortex-spolteknik, vilket innebär att vattnet slås sönder och blandas med luft (Ehrenberg, 2020-01-29). Ventilationssystemet består av ett FTX-system (ETC, 2020-01-01). Solceller placeras på taket och på balkonger, vilka syftar till att förse hyreshusen med el (ETC Bygg, u.d.; ETC Bygg, 2019).

Byggnaderna grundläggs med en klimatförbättrad betong och stommen utgörs av KL-trä som isoleras med träfiber och cellulosa. Till en början var ambitionen att grunden skulle utgöras av en stengrund, vilket dock inte blev av på grund av kompetensbrist (ETC, 2020-03-26). Träelementen som används i byggnaderna är prefabricerade i Österrike och transporterade med tåg till Västerås där de monteras på byggarbetsplatsen (Ehrenberg, 2020-01-29).

Tanken är att trät från byggnaden efter användningsfasen ska användas till tillverkning av biokol (ETC, 2019-07-11).

Bilder från platsbesök presenteras i bilaga 4.

4.3

Byggnadsmaterial som använts

I detta avsnitt presenteras byggnadsmaterialen som använts i respektive byggnadsdel.

4.3.1

Grundläggning

Grunden är en pålad platta på mark som utgörs av cellplast samt klimatförbättrad betong från Swerock med betongkvalitet C30/37 och exponeringsklass XC1 (F. Fagerberg, personlig kommunikation, 2020-05-12). Vid kantbalkar används 500 mm betong och 100 mm cellplast och mittenpartiet utgörs av 289 mm betong samt 350 mm cellplast, se figur 2. Betongen som används har enligt företaget en lägre klimatpåverkan med ca 45 procent lägre utsläpp av växthusgaser jämfört med traditionell betong. Den lägre klimatpåverkan erhålls genom att en del av cementen substituerats med slagg. Pålarna som används är gjorda av stål (ETC, 2020-03-26).

4.3.2

Stomme

Ytterväggar, innerväggar och bjälklag i hyreshusen utgörs av massivträ i form av KL-trä från Binderholz i Österrike. Detsamma gäller trapp och hisschakt (Boverket, u.d.). Det används tre olika ytterväggskonstruktioner i projektet vilkas uppbyggnad presenteras i figur 3-5. I mitten av byggnadens långsida används väggtyp 1 och längs med kanterna på långsidorna väggtyp 3. Gavlarna utgörs av väggtyp 2, se bilaga 2. Isoleringen i väggarna består av 60 mm träfiberskivor (Steico Therm) samt 170-265 mm lager av lös isolering av cellulosa från

returpapper (Steicofloc). Väggtyp 1 har även en ytterligare en träfiberskiva på 40 mm (Steicoflex). Fasadbeklädnaden utgörs av värmebehandlad träpanel. Innerväggar utgörs av 160 mm massivt KL-trä i tvärled och 220 mm massivt KL-trä i längsled (Glaumann, 2020).

Figur 3 Väggtyp 1 (V-01)

Figur 5 Väggtyp 3 (V-03)

De mellanliggande bjälklagen av korslimmat trä isoleras även de av träfiber, 40 mm + 30 mm (Steico Therm). För att klara stegljudskraven läggs ett 80 mm tjockt lager av singel/grus mellan träisoleringsskivorna. Ovanpå detta läggs sedan ett golv av trä (Boverket, u.d.). Se detaljritning i figur 6.

4.3.3

Tak

Takets stomme utgörs av KL-trä och isoleras med ett skikt av träfiber på 400 mm, vilket framgår i figur 7. Takbeklädnaden utgörs av falsad plåt med solceller placerade ovanpå (ETC Bygg,2019). Taken vänds med fall mot väster och öster för maximal solenergiproduktion genom solceller (”Intresseanmälan för markanvisning”, u.d).