En jämförelse mellan prefabricerad och platsgjuten stomme: : Ur ett ekonomiskt och miljömässigt perspektiv

(1)

Postadress: Besöksadress: Telefon:

En jämförelse mellan prefabricerad och

platsgjuten stomme:

Ur ett ekonomiskt och miljömässigt perspektiv

A comparison between prefab and cast-in-situ structures:

from an economical and environmental perspective

Rasmus Nilsson

Josefin Svensson

EXAMENSARBETE 2019

Byggnadsteknik

(2)

Detta examensarbete är utfört vid Tekniska Högskolan i Jönköping inom Byggnadsteknik. Författarna svarar själva för framförda åsikter, slutsatser och resultat. Vi vill rikta ett stort tack till PEAB Jönköping som försett oss med sex projekt som har studerats i rapporten. Dessutom vill vi rikta ett speciellt tack till vår handledare på PEAB, Anna Åkerstedt, för gott samarbete och engagemang i vår studie. Vi vill också tacka Daniel Petersson från Informationsbyggarna för vägledning och hjälp med livscykelanalyserna.

Vi vill även tacka följande för stort engagemang och avsatt tid till denna studie: • Peter Johansson och Jack Björnberg, säljare UBAB

• Dennis Nilsson, Platschef på NCC • Elecosoft

• Betongindustri Jönköping • Strängbetong

Slutligen vill vi rikta ett stort tack till vår handledare Peter Karlsson på Tekniska Högskolan i Jönköping för vägledning och stöd under studiens gång.

Examinator: Martin Lennartsson Handledare: Peter Karlsson Omfattning: 15 hp

(3)

Abstract

Abstract

Purpose: The purpose of this study is to investigate differences between prefabricated and cast-in-situ structures from an environmental and an economic perspective. This to facilitate for different construction companies to choose a structure solution for future construction projects.

Method: To achieve the goal and answer the questions that are included in this study, a case study has been conducted consisting of six projects. The methods for collecting the empirical data required to complete the study are literature study, document analysis, calculation and LCA. The calculation and life cycle analyses in the case study are done using the digital tools Bidcon and Anavitor.

Findings: The study shows that the prefabricated structure costs 57–60,7% SEK / m2 BTA and 40,7 – 44,1% SEK / m3 concrete more than the cast-in-situ structure. The study also shows that the prefabricated structure releases 30-35% CO2e / m2 BTA and 17-22% CO2e / m3 concrete more than cast-in-situ structure.

Implications: The conclusion in this report is to make it easier to choose the type of structure that is the most economical and has the least impact on the environment. Furthermore, the structures cost and environmental impact can be reduced by choosing a cast-in-situ over a prefabricated structure.

Limitations: The study is limited to a case study based on six projects where three are prefab and three are cast-in-situ. The stage of the investigation is limited to the manufacturing and production stages. Only the load-bearing concrete structure consisting of walls, beams and pillars is examined. The foundation is overlooked in this study. Rebars and concrete are limited to general qualities and quantities for the different structures.

Keywords: Cast-in-situ, prefabricated structure, cost analysis, LCA, carbon dioxide equivalents and concrete.

(4)

Sammanfattning

Sammanfattning

Syfte: Syftet med denna studie är att undersöka skillnader mellan prefabricerad och platsgjuten stomme ur ett miljömässigt samt ett ekonomiskt perspektiv. Detta för att underlätta för olika byggföretag att välja en stomlösning till framtida byggprojekt. Metod: För att uppnå målet och svara på de frågeställningar som innefattas i studien har en fallstudie gjorts bestående av sex projekt. Metoderna för insamlingen av den empiri som krävts för att fullfölja studien är litteraturstudie, dokumentanalys, kalkylering och LCA. Kalkyleringen och livscykelanalyserna i fallstudien har gjorts med hjälp av de digitala verktyg Bidcon och Anavitor.

Resultat: Studien visar att den prefabricerade stommen kostar 57–60,7% SEK/m2_BTA och 40,7 – 44,1% SEK/m3_{betong mer än den platsgjutna stommen. Studien visar också} att den prefabricerade stommen släpper ut 30–35% CO2e/m2 BTA och 17–22% CO2e/m3 betong mer än platsgjuten stomme.

Konsekvenser: Denna rapport underlättar att välja den stomtyp som är mest ekonomisk och påverkar miljön minst. Vidare kan både en stommes kostnad och dess miljöpåverkan minskas genom att välja en platsgjuten stomme över en prefabricerad. Begränsningar: Studien är avgränsad till en fallstudie baserad sex projekt där tre är prefabricerade och tre är platsgjutna. Den geografiska platsen är begränsad till södra Sverige samt att endast tre avstånd för respektive stomme har undersökts. Skedet för undersökningen är avgränsat till tillverknings och produktionsledet. Endast den bärande betongstommen bestående av väggar, bjälklag och pelare har undersökts. Grundarbetet förbises i denna studie. Armering och betong är avgränsat till generella kvaliteter och mängder för de olika stommarna.

Nyckelord: Platsgjuten stomme, prefabstomme, kostnadsanalys, LCA, koldioxidekvivalenter och betong.

(5)

Definitioner och förkortningar

Definitioner och förkortningar

Miljömässigt: I denna studie mäts den miljömässiga påverkan av stommarna i utsläpp koldioxidekvivalenter (CO2e). Platsgjutet: Gjutning av betong på byggarbetsplatsen.

Prefab: Betongelement produceras i fabrik och sedan fraktas och monteras på byggarbetsplatsen.

BTA Bruttoarea

BTG Betong

(6)

Innehållsförteckning

Innehållsförteckning

1 Inledning ... 6

BAKGRUND ... 6 PROBLEMBESKRIVNING ... 6 MÅL OCH FRÅGESTÄLLNINGAR ... 7 AVGRÄNSNINGAR ... 8 DISPOSITION ... 8

2 Metod och genomförande ... 9

UNDERSÖKNINGSSTRATEGI ... 9

KOPPLING MELLAN FRÅGESTÄLLNINGAR OCH METODER FÖR DATAINSAMLING ... 9

LITTERATURSTUDIE ... 10

VALDA METODER FÖR DATAINSAMLING ... 10

2.4.1 Dokumentanalys ... 10 2.4.2 LCA ... 11 2.4.3 Kalkylering ... 11 ARBETSGÅNG ... 11 TROVÄRDIGHET ... 12 2.6.1 Validitet ... 12 2.6.2 Reliabilitet ... 12

3 Teoretiskt ramverk ... 14

KOPPLING MELLAN FRÅGESTÄLLNINGAR OCH TEORI ... 14

LIVSCYKELANALYS ... 14 3.2.1 Analysens genomförande ... 15 3.2.2 Anavitor ... 16 3.2.3 Koldioxidekvivalenter ... 16 3.2.4 Litteraturstudie ... 16 KALKYLERING ... 17 3.3.1 Litteraturstudie ... 18 HÅLLBART BYGGANDE ... 19

SAMMANFATTNING AV VALDA TEORIER ... 19

4 Empiri ... 20

DOKUMENTANALYS ... 20

4.1.1 Indata till analyserna ... 20

4.1.2 Projekt 1- Platsgjutet ... 21 4.1.3 Projekt 2- Platsgjutet ... 21 4.1.4 Projekt 3- Platsgjutet ... 21 4.1.5 Projekt 4- Prefab ... 22 4.1.6 Projekt 5- Prefab ... 22 4.1.7 Projekt 6- Prefab ... 23 4.1.8 Transporter ... 23 LCA ... 23 4.2.1 Livscykelanalysens innehåll ... 24 4.2.2 Projekt 1- Platsgjutet ... 24 4.2.3 Projekt 2- Platsgjutet ... 24 4.2.4 Projekt 3- Platsgjutet ... 24 4.2.5 Projekt 4- Prefab ... 25

(7)

Innehållsförteckning

4.3.3 Kalkylering Prefab ... 29

4.3.4 Transportkostnader ... 31

4.3.5 Medelvärde exklusive transport ... 32

4.3.6 Medelvärde inklusive transport ... 32

SAMMANFATTNING AV INSAMLAD EMPIRI ... 33

5 Analys och resultat ... 34

ANALYS ... 34

5.1.1 Frågeställning 1: Vilken av metoderna platsgjutet och prefabricerat släpper ut mest koldioxidekvivalenter (CO2e) under tillverknings- och produktionsskedet? ... 34

5.1.2 Litteraturstudie ... 34

5.1.3 Frågeställning 2: Vilken av metoderna platsgjutet och prefabricerat är billigast att använda? ... 38

FRÅGESTÄLLNING 1:VILKEN AV METODERNA PLATSGJUTET OCH PREFABRICERAT SLÄPPER UT MEST KOLDIOXIDEKVIVALENTER (CO2E) UNDER TILLVERKNINGS- OCH PRODUKTIONSSKEDET? ... 42

5.2.1 Resultat ... 42

FRÅGESTÄLLNING 2: VILKEN AV METODERNA PLATSGJUTET OCH PREFABRICERAT ÄR BILLIGAST ATT ANVÄNDA? ... 42

5.3.1 Resultat ... 42

KOPPLING TILL MÅLET ... 42

6 Diskussion och slutsatser ... 44

RESULTATDISKUSSION ... 44

METODDISKUSSION ... 45

BEGRÄNSNINGAR ... 45

SLUTSATSER OCH REKOMMENDATIONER ... 45

FÖRSLAG TILL VIDARE FORSKNING ... 46

Referenser ... 47

(8)

Metod och genomförande

1 Inledning

Som en avslutning på utbildningen inom byggnadsteknik görs ett examensarbete vid Jönköpings Tekniska Högskola värt 15 högskolepoäng. Detta examensarbete skrivs i samarbete med PEAB.

Bakgrund

Idag pågår en världsomfattande klimatförändring som visar sig genom att jordens klimat blir allt varmare och varmare. Redan idag har den genomsnittliga temperaturen i världen ökat med en grad jämfört med förindustriell tid. Världens länder jobbar tillsammans för att hålla nere den globala temperaturökningen och enades om ett klimatavtal i december 2015. Avtalet heter Parisavtalet och innebär att den globala temperaturökningen ska hållas långt under 2 grader med en strävan att stanna vid 1,5 graders ökning (Naturvårdsverket, 2018). Den 13 oktober 2016 ratificerades Parisavtalet i Sverige. För att hålla Parisavtalet var Sverige tvunget att skärpa sina planer för utsläpp av växthusgaser. Enligt Regeringens proposition 2017/18:238 ska Sverige vara ett ledande land i det globala arbetet mot Parisavtalets målsättningar. Det framgår även i propositionen att Riksdagen har antagit flera etappmål som bland annat innefattar att Sverige senast 2045 ska uppnå nettonollutsläpp av växthusgaser till atmosfären. För att detta ska uppnås menar regeringen att alla samhällssektorer måste vara med och bidra i klimatomställningen.

En samhällssektor som står för en betydande del av Sveriges miljöpåverkan är bygg- och fastighetssektorn. SCB och boverket har tillsammans sammanställt statistik från 2016 om miljöpåverkan från bygg- och fastighetssektorn. Enligt statistiken stod bygg- och fastighetssektorn för 21 procent av Sveriges totala utsläpp av växthusgaser. Det motsvarar ett utsläpp på cirka 12,8 miljoner ton koldioxidekvivalenter från denna sektor. Bygg -och fastighetssektorn bidrar även med stora utsläpp utomlands genom att många varor importeras från andra länder. Dessa utsläpp uppgick 2016 till cirka 8,2 miljoner ton koldioxidekvivalenter (Boverket, 2018a). Detta tyder på att det inom denna sektor kan göras många förbättringar som begränsar miljö- och klimatpåverkan under byggprocessen. I Propositionen 2017/18:238 förklarar regeringen att det är viktigt att från början bygga rätt, effektivt och med hållbara material samtidigt som byggandet inte ska fördyras, försvåras eller bli mer tidskrävande. De förklarar även att den tidigare miljöfokusen som legat på byggnadens driftfas har förflyttats över till produktionsfasen eftersom byggnadernas uppvärmning blir mer fossilfri och mer energisnål. Betydande utsläppsminskningar kan alltså åstadkommas under produktionsfasen genom att välja rätt val av metod och material.

Problembeskrivning

Idag har mycket forskning gjorts inom driftfasen, vilket har bidragit till att byggnaderna blivit allt tätare och energiuppvärmningen mer miljövänlig. När miljö- och energipåverkan i diftskedet gått ner, har koncentrationen istället skiftat över på hur produktionsskedet påverkar miljön (Sorrell, 2015). Devi och Palaniappan (2014) gjorde en fallstudie med en livscykelanalys för att se hur mycket energi som användes i produktions- kontra driftfasen. Studien genomfördes på en byggnad med en

(9)

betydande del av den totala energiförbrukningen, kommer stomvalet att spela en stor roll för framtida byggnaders miljöpåverkan.

År 2017 var 85% av alla nyproducerade flerbostadshus tillverkade av betong (SCB, 2017). En effektivisering av byggandet med betong kan därför generera stora vinster i miljön. Detta innebär att valet av metod har stor betydelse för hur mycket byggbranschen påverkar miljön. De vanligaste metoderna för att producera en betongstomme är prefabricering och platsgjutning, som båda har sina för- och nackdelar. Jaillon och Poon (2008) menar att metoden prefab har många fördelar så som bättre kvalitetskontroller, mindre avfall, mindre damm, kortare byggtider och förbättrad säkerhet på byggplatsen. De genomförde en fallstudie där de kom fram till att genom att använda sig en prefabricerad stomme så minskas byggavfallet med 65%, arbetskraften på bygget kunde reduceras med 16% och att byggtiden kunde minskas med 15%. Jailon och Poon påstår däremot att den prefabricerade stommen ökar energiförbrukningen med 12% på grund utav transporten av prefabelementen. Även Hong, Shen, Mao, Li & Li (2015) genomförde en studie med en livscykelanalys av prefabricerade stomkomponenter för att se hur mycket stommen påverkade miljön. I studien drar de slutsatsen att prefabricerade väggar och formarna till fasaderna identifieras som energiintensiva komponenter jämfört med om de hade tillverkats med en platsgjuten metod. De kommer även fram till att över 90% av miljöpåverkan vid prefabricerad stomme sker vid tillverkningen av elementen, medan transporter och aktiviteter på byggplats är försumbart liten jämfört med andra processer. Även Teng, Li, Pan & Ng (2018) har studerat miljöskillnaderna som påverkar metodvalet av betongstommen. Enligt deras studie medför prefabricering en reducering på 15,6% av koldioxidutsläppen vid tillverkning och en koldioxidminskning på 3,2% i driftfasen.

Valet mellan prefab och platsgjuten stomme väljs inte enbart beroende på miljöpåverkan, utan kostnader har även en betydande påverkan på valet. Mao, Xie, Hou, Wu, Wang & Wang (2016) genomförde en kostnadsanalys av de två tillverkningsalternativen och kom fram till att kostnaderna för metoden prefab är betydligt högre, mycket på grund av transporter och design/projekteringskostnader av prefabelementen. De konstaterar att transporterna för platsgjutet endast förekommer när råmaterialet körs till byggarbetsplatsen. Transporterna för prefab blir fler eftersom att råmaterialet och prefab-komponenterna först ska transporteras till prefabriceringsfabriken och till sist ska även betongelementen förflyttas till byggarbetsplatsen.

Eftersom det i dagsläget produceras mycket byggnader i betong är det viktigt att byggbranschen väljer en produktionsmetod för stommen som värnar om miljön, men samtidigt är ekonomiskt försvarbar. Det finns därför ett behov av att utveckla kunskapsfronten inom prefab och platsgjutning, vilket skulle underlätta i framtiden att väga miljöpåverkan mot kostnader för byggentreprenörer.

Mål och frågeställningar

Syftet med denna rapport är att undersöka skillnader mellan prefab och platsgjutet ur ett miljömässigt samt ett ekonomiskt perspektiv. Detta för att underlätta för olika byggföretag att välja en stomlösning till framtida byggprojekt.

Frågeställningarna som behandlas i denna rapport är följande:

1. Vilken av metoderna platsgjutet och prefabricerat släpper ut mest koldioxidekvivalenter (CO2e) under tillverknings- och produktionsskedet?

(10)

2. Vilken av metoderna platsgjutet och prefabricerat är billigast att använda?

Avgränsningar

Drift och underhållsskedet för byggnaderna kommer att förbises då studien endas avser produktionsskedet och tillverkningsskedet. Energi, koldioxidutsläpp samt kostnad under grund- och markarbete omfattas inte i denna studie då denna faktor är lika för båda stomvalen. Eftersom studien genomförs med en tidsbegränsning ingår endast sex projekt i denna studie, tre av varje stomlösning. Studien tar inte hänsyn till byggdelar utöver väggar, bjälklag och pelare av bärande karaktär i betong.

Disposition

Fortsättningsvis innehåller rapporten följande fem kapitel.

Kapitel 2 – Metod och genomförande beskriver rapportens undersökningsstrategi och datainsamlingsmetoder. I kapitlet förklaras även arbetsgången samt undersökningens trovärdighet i form av validitet och reliabilitet.

Kapitel 3- Teoretiskt ramverk presenterar de teorier som används för att uppnå målet med studien. Kapitlet redogör således för den vetenskapliga grunden för det problem arbetet behandlar.

Kapitel 4- Empiri redovisar den empiri som samlats in. Empirin består av insamlad data från fallstudie, livscykelanalyser och kostnadskalkyler.

Kapitel 5- Analys och resultat redovisar resultat som besvarar frågeställningarna. Kapitel 6- Diskussion och slutsatser diskuteras rapportens resultat, slutsatser och metodval. Slutligen ges förslag till vidare forskning.

(11)

2 Metod och genomförande

Kapitlet redovisar en överskådlig beskrivning av studiens trovärdighet, undersökningsstrategier, och metoder som använts för att samla in arbetets data.

Undersökningsstrategi

Denna undersökning är en kvantitativ fallstudie angående prefabricerad och platsgjuten stomme. Kunskap vid forskningsfronten i detta ämne har uppnåtts via litteraturstudie. Fallstudien gjordes med hjälp av PEAB Jönköping där data samlats in. Företagets roll i denna studie har varit att bidra med relevanta dokument från tre olika projekt av vardera stomlösning. Dessa dokument har stått till grund för en modellering av respektive projekt samt gett information om betongkvantiteter och tidsåtgång. Modellerna fördes sedan in i ett program för kalkylering och ett program för livscykelanalyser (LCA). Utöver analys av interna dokument gjordes även en litteraturstudie för att samla in data från externa dokument.

Koppling mellan frågeställningar och metoder för

datainsamling

I Figur 1 framgår kopplingen mellan studiens frågeställningar och dess respektive metoder.

Figur 1. Koppling mellan frågeställningar och metoder för datainsamling.

Frågeställning 1: Vilken av metoderna platsgjutet och prefabricerat släpper ut mest

koldioxidekvivalenter (CO2e) under tillverknings- och produktionsskedet?

Frågeställningen har besvarats genom att de skapta modellerna för respektive stomlösning fördes in i ett program som utför beräkningar i form av LCA. En litteraturstudie genomfördes samtidigt för att utvärdera om resultaten från LCA är

(12)

trovärdiga. Metoden dokumentanalys användes för att få in viktigt indata till för projekten.

Frågeställning 2: Vilken av metoderna platsgjutet och prefabricerat är billigast att använda?

Frågeställningen har besvarats genom att de skapta modellerna fördes in i ett kalkyleringsprogram. En litteraturstudie genomfördes samtidigt för att utvärdera om resultaten från kalkyleringarna är trovärdiga. Metoden dokumentanalys används för att få in viktigt indata till projekten.

Litteraturstudie

En litteraturstudie görs för att skapa en bakgrund till varför just denna studie har genomförts, samt att visa hur forskningsfronten ser ut för det valda ämnet. Studien genomfördes på ett systematiskt vis. Detta innebär att forskning i direkt relation till frågeställningarna har identifierats, valts, värderats och slutligen analyserats för att skapa en balanserad och objektiv sammanfattning av litteraturen (Nightingale, 2009). De vetenskapliga artiklarna som använts i studien erhölls från de elektroniska databaserna Scopus och Science Direct. Utifrån de studier som hittats på databaserna har deras referenslistor gåtts igenom för att hitta fler relevanta källor. Utförandet av litteraturstudien redovisas i Tabell 1.

Tabell 1. Antal träffar och sökord som använts vid litteraturstudien.

Databas Publiceringsår Sökord Sökfält Antal träffar

Science Direct 2014-2019 "Cast-in-situ" AND

Precast AND "LCA" Nyckelord 35 ”Cast-in-situ” AND

Precast AND ”Greenhouse gas*”

42

“Cast-in-situ” AND Precast AND “Cost analysis”

13

“Buildings Life

Cycle Assessment” 93

Scopus 2014-2019 Prefabrication AND

“Carbon emission” Titel, sammanfattning och nyckelord 13 Precast AND “Cast-in-situ” and Cost 20

(13)

komplettera andra datainsamlingsmetoder (Bell & Waters, 2016)

Informationen som införskaffas måste i sin tur undersökas och tolkas för att skapa en förståelse och betydelse relaterad till studien (Justesen & Mik-Meyer, 2011).

2.4.2 LCA

LCA står för ”Life Cycle Assessment” och fokuserar på att utvärdera byggnadens totala miljöpåverkan under hela livscykeln. Livscykelanalysen visar hur stor miljöpåverkan är under en process eller produkts livscykel från råvaruutvinning, via tillverkning och avfallshantering, inklusive transporter och energiåtgång. Livscykelanalyserna kan genomföras med olika avgränsningar beroende på vad betraktaren vill undersöka (Chau, Leung, & Ng, 2014).

2.4.3 Kalkylering

Kalkylering av ett byggprojekt kan göras på många olika sätt. Det är behovet och krav på detaljering som styr valet av kalkylmetod. Syftet med kalkylering kan vara att ge beställaren ett beslutsunderlag i tidigt skede, ge beslutsunderlag för val av konstruktion eller material eller ge beslutsunderlag för val av produktionsmetod (Aulin, Hansson, Landin, Olander & Persson, 2015). I denna undersökning har kalkylering till syfte att producera fram beslutsunderlag för val av stomtyp.

Arbetsgång

Inledningsvis utfördes en litteraturstudie för att samla in den teoretiska bakgrunden för undersökningens problembeskrivning. Litteraturstudien har sedan fortlöpt under hela arbetsgången för att samla in referenser till empirin.

För att besvara frågeställningarna gjordes en fallstudie med sex olika projekt, tre prefabricerade och tre platsgjutna. En schematisk bild över fallstudiens genomförande finns redovisad i Figur 2.

Figur 2. Fallstudiens genomförande.

Först granskades dokument som bland annat ritningar i dwg/pdf- format, tidsplaner och materialinformation som erhölls av PEAB. Utifrån ritningarna från PEAB modellerades alla stommarna upp i Autodesk Revit 2018. Dessa modeller exporterades sedan till IFC-filer som fördes in i programmet Solibri Model Checker. Modellerna fördes in i detta program för att säkerställa att inga modelleringsfel hade uppstått. När modellen var fri

(14)

från krockar fördes de in i två olika program, ett för livscykelanalyser (Anavitor) och ett för kalkyleringar (Bidcon).

För att genomföra analyserna i Anavitor och Bidcon behövdes recept innehållande material och kostnader för de olika projekten. Recepten togs fram för både platsgjuten och prefabricerad stomme med hjälp av ritningarna från PEAB. Där framgick det vilken betongkvalitet, armeringskvalitet och mängd som använts. Kostnader för de platsgjutna projekten har hämtats från Bidcons egna databas och leverantören Lambertsson som hyr ut byggrelaterade tjänster och produkter. Information för transporter av den färska betongen hämtades genom kontakt med betongleverantören Betongindustri Jönköping. För de prefabricerade projekten framgick det inte på ritningarna vilken betongkvalitet och armering som används och kontakt behövdes därför tas med prefableverantören UBAB för att ta fram generella recept på bjälklag och väggar. Kostnaderna för de prefabricerade projekten har hämtats från Bidcons egna databas, prefableverantören Strängbetong, Finja och Lambertsson. Informationen om transporterna av Prefab elementen erhölls även de från prefableverantören UBAB.

När recepten var bestämda kunde frågeställning ett besvaras genom att föra in modellerna till Anavitor. Kontakt togs med Anavitor för att skapa de valda recepten i databasen för just denna fallstudie. I Anavitor tilldelades modellerna de skapta recepten för olika byggdelar som var och en för med sig en specifik miljöpåverkan. Resultatet från programmet ges i form av en siffra i koldioxidekvivalenter (CO2e) per projekt. Denna siffra delades med projektets betongkvantitet och bruttoarea som resulterade i ett jämförbart resultat i CO2e/m3 betong och CO2e/m2 BTA. Resultatet för de tre prefabricerade projekten sammanställdes till ett medelvärde för prefab och jämfördes med ett medelvärde för de platsgjutna projekten.

För att besvara frågeställning två fördes modellen istället in i kalkyleringsprogrammet Bidcon. I programmet skapades recept som tar hänsyn till alla kostnader kring produktionen av en specifik byggdel. Kalkylen som utfördes i Bidcon resulterade i ett pris per projekt. Detta pris delades med projektets betongkvantitet och bruttoarea som resulterade i ett jämförbart resultat i SEK/m3_{betong och SEK/m}2_{BTA. Resultatet för} de tre prefabricerade projekten sammanställdes till ett medelvärde för prefab och jämfördes med ett medelvärde för de platsgjutna projekten.

Trovärdighet

Nedan redovisas studiens validitet och reliabilitet. 2.6.1 Validitet

En studies validitet avgörs genom att de instrument som ska användas faktiskt mäter det som är avsett att mätas (Davidsson & Patel, 2011). För att uppnå validitet i denna studie är det viktigt att litteraturstudien som utförs är inom rätt område och relevant i tiden. Litteraturstudien i rapporten har gjorts genom att noggrant söka vetenskapliga artiklar på databaser som publicerar forskning inom ämnet. För att stärka validiteten i ett arbete ska även resultatet i studien stämma överens med teorin inom ämnet (Eliasson, 2013). I denna studie har litteraturstudien genomförts för att analysera och

(15)

& Runesson, 2009). Tillvägagångsättet i rapporten är därför tydligt redovisat med viktig indata till de olika analyserna. De digitala verktygen som använts för att genomföra analyserna är även redovisade i rapporten för att underlätta för liknande studier. Livscykelanalyserna och kalkyleringarna bör därför ge samma resultat oavsett vem som utför dem, om samma indata och programvaror använts.

Hög reliabilitet uppnås även i rapporten genom att det har utförts en systematisk dokumentanalys med data från olika källor för att få en större spridning på informationen (Blomkvist & Hallin, 2014).

(16)

Teoretiskt ramverk

3 Teoretiskt ramverk

Kapitlet redovisar de teorier som används för att uppnå målet med studien. Kapitlet redogör således för den vetenskapliga grund för det problem arbetet behandlar.

Koppling mellan frågeställningar och teori

I Figur 3 framgår det vilka teorier som är kopplade till frågeställningarna.

Figur 3. Figuren presenterar de teorier som är kopplade till respektive frågeställning.

Livscykelanalys

En livscykelanalys (LCA) är en metod att använda för att kartlägga en produkts miljöbelastning under hela dess livscykel. En LCA kan därför undersöka miljöbelastningen från varans råvaruutvinning och tillverkning till förvaltning och återvinningen. LCA används för att underlätta valet mellan olika produkter och tjänster, men kan även kartlägga i vilket skede av livscykeln som miljöbelastningen är störst. Eftersom denna analys visar var det finns stora förbättringspunkter i livscykeln, kan produkterna och produktionen utvecklas åt rätt håll med hänsyn till miljön (Nyström, 2000).

Enligt den europeiska standarden EN15078 ”Hållbarhet för byggnadsverk, byggnaders miljöprestanda” delas byggnadens livscykel upp i olika skeden, se Figur 4. I denna studie kommer byggskedet vara i fokus, vilket innefattar produktskede och byggproduktionsskede. Produktskedet innefattar all produktion och tillverkning av byggprodukter och andra resurser som kommer till användning i bygget. (boverket, 2018b).

(17)

Figur 4. Byggnaders olika livscykelskeden. (källa: boverket, 2018b) 3.2.1 Analysens genomförande

Efter en standardiseringsperiod på 1990-talet, utformades 1997 en ISO standard med en metodik som underlättade jämförelserna mellan olika livscykelanalyser. Idag har denna LCA- standard utvecklas till två ISO standards, ISO 14040:2006 ”Livscykelanalys- Principer och struktur”, och ISO 14044:2006 ”Environmental management-livscykelanalys- krav och vägledning”. ISO standarden har fastställt en LCA metodik med fyra analyseringssteg (Pérez & Cabeza, 2017).

De fyra stegen är följande:

• Steg 1: Definition av studiens mål och omfattning • Steg 2: Inventeringsanalys

• Steg 3: Miljöpåverkansbedömning • Steg 4: Tolkning

Vid steg 1 bestäms det vad som ska uppnås med analysen och hur omfattande den ska vara. Steg 2 inventeras vilka resurser som används under produktens livscykel och vilka utsläpp den ger upphov till. I steg 3 utvärderas miljöpåverkan av resurserna till olika typer av miljökonsekvenser som exempelvis klimatförändringar, försurning, ozonförlust. Det sista steget handlar om att tolka och presentera resultaten från steg 2 och 3 så att det går att dra slutsatser till frågeställningen (Pérez & Cabeza, 2017).

(18)

Teoretiskt ramverk 3.2.2 Anavitor

Livscykelanalysen utfördes med hjälp av programmet Anavitor. Anavitor är ett program som tar hänsyn till materialets, transportens, tillverkningens, förvaltningens och rivningens miljöpåverkan. Anavitor använder IVL Svenska Miljöinstitutets miljödatabas för att få ut den faktiska miljöpåverkan för de faktorer som redovisats ovan. I programmet finns recept som kopplas till det byggprojekt som ska undersökas. Recepten står sedan till grund för den miljöberäkning som utförs för att skapa en LCA för byggprojektet (Erlandsson, Jönsson & Enström, 2007) (Anavitor, 2018).

3.2.3 Koldioxidekvivalenter

Undersökningens livscykelanalys kommer ge ett resultat i koldioxidekvivalenter (CO2e). Koldioxidekvivalenter är en term för att beskriva hur mycket olika växthusgaser påverkar miljön i en gemensam enhet. När en växthusgas har enheten koldioxidekvivalenter anges det hur mycket koldioxid som skulle behövas släppas ut för att ge motsvarande global uppvärmningseffekt. För att omvandla en kvantitet av en växthusgas till CO2e multipliceras växthusgasen med sitt GWP-värde (Global warming potential/uppvärmningspotential). I Tabell 2 redovisas några av växthusgasernas GWP-värde (Brander & Davis, 2012).

Tabell 2. Uppvärmningspotential (GWP) för några växthusgaser (Källa: Brander & Davis, 2012). Växthusgas Uppvärmningspotential (GWP) CO2 (koldioxid) 1 CH4 (metan) 25 N2O (dikväveoxid) 298 3.2.4 Litteraturstudie

Dong, Jaillon, Chu & Poon (2015) har gjort en studie där de jämför koldioxidutsläppen för platsgjutna och prefabricerade metoder för tillverkning av väggar. Studien genomfördes med hjälp av en fallstudie på ett höghus i Hong Kong. I fallstudien gjordes det en livscykelanalys för att belysa vilka delar i processen som släpper ut mest CO2. Studien har begränsat livscykelanalysen till produkt- och byggproduktionsskedet (A1-A5), se Figur 4.

Dong, Jaillon, Chu & Poon studie bygger på verkliga avstånd när de gäller transporterna. Det antas även i studien att den platsgjutna metoden använde sig av formar i trä under gjutning. Elementen som tillverkades med en prefabricerad metod skedde enligt studien med hjälp av stålformar. Resultatet av den genomförda livscykelanalysen framförs i CO2e/ m3 fasad, se Figur 5, där S1 står för den platsgjutna väggen och S2 står för den prefabricerade väggen. Studiens resultat är således att den platsgjutna väggen avger 770 kg CO2e/ m3 vägg och den prefabricerade väggen avger 692 kg CO2e/ m3 vägg. I Figur 5 framstår det att stålformarna står för 2% av de totala utsläppen för prefab, men att träformarna för platsgjutet står för 12% av utsläppen.

(19)

Figur 5. Koldioxidutsläpp från prefabricerade- och platsgjutna fasader (Källa: Dong, Jaillon, Chu & Poon, 2015).

Teng, Li, Pan & Ng (2018) har studerat 27 studier innefattande miljöpåverkan av prefabricerade byggnader som de sedan sammanställde till ett resultat. Utav dessa 27 studier hade 11 stycken tittat på livscykelskedet vagga till grind (skede A1-A5). Teng, Li, Pan & Ng sammanställde dessa 11 livscykelanalyser och fick fram att de prefabricerade byggnaderna har ett koldioxidutsläpp mellan 105 till 864 kg CO2/m2 beroende på vilka byggdelar som räknats med i LCA:n. Studien fastslår även att en prefabricerad byggnad generellt sett har mindre CO2 utsläpp jämfört med en platsgjuten byggnad. Enligt studien har en prefabbyggnad en reducering i utsläpp på 15,6%. Ghayeb, Razak, & Sulong (2019) genomförde en livscykelanalys av en prefabricerad och en platsgjuten stomme av ett trevåningshus för att jämföra koldioxidutsläppen på vardera lösning. I studien antas det att den prefabricerade stommen använder sig av geopolymer betong (miljövänligare betong), medan den platsgjutna stommen använder sig av normal betong. Även denna studie gjordes på skede (A1-A5). Ghayeb, Razak, & Sulong påstår att valet av en prefabricerad stomme kommer innebära färre material och mindre tid i byggfasen. De menar på att detta kommer leda till besparingar i både byggkostnader och koldioxidutsläpp jämfört med den platsgjutna metoden. Resultatet i studien är att den platsgjutna stommens släpper ut 221,57 kg-CO2/m2 och att den prefabricerade stommen släpper ut 193,00 kg-CO2/m2.

I Ji, Li, Liu, Shrestha, & Jing (2018) studie jämförs utsläppen GHG (växthusgaser) av prefabricerad och platsgjuten stomme. De växthusgaser som undersöks i studien är CO2 (koldioxid), CH4 (metan) och N2O (dikväveoxid). Även denna studie tittar närmare på skedena A1-A5. Ji, Li, Liu, Shrestha, & Jings studie resulterade i att den prefabricerade stommens GHG-utsläpp var 287,27 kg/m2_{och den platsgjutna stommens utsläpp var} 296.56 kg/m2_.

Kalkylering

Kalkylering inom byggbranschen innebär att en byggnadsmodell används för att kunna bedöma ett kommande eller färdigt byggprojekt. Om kalkylen genomförs när

(20)

byggprojektet är avslutat görs en så kallad efterkalkylering. Enligt Aulin, Hansson, Landin, Olander och Persson (2015) är efterkalkylering vanligtvis en metod som är säkrare eftersom data till kalkylen visar vad som inträffat. Vidare förklarar de att denna metod inte behöver stämma överens helt med verkligheten eftersom kostnader och intäkter kan ha ”tappats bort” eller bokförts fel. När en efterkalkyl görs måste även vissa antaganden göras på exempelvis gemensamma kostnader och värdeminskningar. Aulin, Hansson, Landin, Olander & Persson (2015) förklarar att det finns tre olika kalkyleringsmetoder: produktionskalkyl, byggdelskalkyl och produktionskostnad. Byggdelskalkyl har till syfte att vara en del av bedömmandet av produktens lönsamhet och kostnader.

3.3.1 Litteraturstudie

Hong, Shen, Li, Zhang, & Zhang (2018) studerade skillnader för olika prefabricerade byggkomponenter mot dess traditionella motsvarigheter. Studien är avgränsad till kostnader för design, tillverkning, transport och montering på arbetsplats. De prefab-komponenter som undersökts i studien var väggar, plattbärlag, form, trappor, balkonger och paneler för air condition. Jämförelsen visar att bygga med prefab kostar mellan 26,3% till 72,1% mer än traditionell metod. En av slutsatserna i studien är att tillverkningen av prefabelement står till grund för en ökning på 32,3% till 63,3% av de totala kostnaderna. Hong et al, (2018) menar även att transportkostnaderna ökar med 10% vid prefab jämfört med platsgjutet.

Mau, Xie, Hou, Wu, Wang, & Wang (2016) har gjort en fallstudie bestående av nio fall där de studerat kostnaden för semi-prefabricerade byggnader jämfört med platsgjutna byggnader. Kostnaderna i studien är avgränsade till projekterings-, anbuds- och produktionskostnader. Fall 1-C och 1-D är semi-prefabricerade stommar och 1-E och 1-F är platsgjutna stommar. 1-C består till 60% av prefab och 1-D består av 65% prefab. De prefabricerade komponenterna för de båda fallen är ytterväggar, skiljeväggar, bjälklag, balkonger och trappor. Kostnaderna för respektive fall redovisas i Fel! Hittar inte referenskälla.. Enligt studien är en semi-prefabricerad byggnad ca 84–109% dyrare än en platsgjuten byggnad.

Tabell 3. Kostnad yuan/m2_{för de 4 fallen. (Källa: Mau et al, 2016)}

Fall Stomtyp Kostnad (yuan/m2₎

1-C Semi-prefab 2178

1-D Semi-prefab 2418

1-E Platsgjuten 1186

1-F Platsgjuten 1155

Nanyam, Basu, Sawhney, Vikram, & Lodha (2017) studerade två projekt i byggskedet. Projekt 1 var ett bostadshus på 36000 ft2_{och projekt 2 var en lyxvilla 4200 ft}2_{. De olika} mängderna från projekten hämtades via ritningar. Projekten kalkylerades sedan efter dessa mängder som både en prefabricerad stomme och en platsgjuten stomme.

(21)

Tabell 4. Sammanställning av kostnaderna (Nanyam et al, 2017).

Projekt Kostnad Prefab (Rate/ft2₎ _{Kostnad Platsgjutet (Rate/ft}2₎

1 596 514

2 877 681

Hållbart byggande

Hållbart byggande bedöms efter tre huvudaspekter som är ekologisk, ekonomisk och social. Den ekologiska aspekten innebär att en bedömning görs av byggnaden där klimatpåverkan baserat på användning av energi, mark, vatten och andra naturresurser. Aspekten tar också hänsyn till avfallshantering där det förespråkas att förebygga avfall och återvinna så mycket som möjligt. LCA är ett verktyg som ofta används för att bedöma denna aspekt. Ekonomiska aspekten syftar till att byggnader ska kunna byggas till rimliga kostnader. Det ska även erhållas resurser så som mark, vatten, energi och råvaror. Den sociala aspekten innefattar att byggnader ska vara tillgängliga och användbara för alla oavsett funktionsnedsättning. Den innefattar även att människor inte ska utsättas för risker så som ljud, kemiska ämnen, luftföroreningar och annat som kan leda till kroppsskada. Utifrån denna aspekt analyseras det även hur den bebyggda miljön är utformad så att den bringar en hälsosam livsmiljö, skönhetsupplevelser och trevnad (Boverket, 2018c).

Sammanfattning av valda teorier

Teorierna har valts med koppling till rapportens mål och frågeställning, se Figur 6. Det finns en tydlig koppling mellan hållbart byggande, kalkylering och LCA. Hållbart byggande bedöms efter tre huvudaspekter som är de ekologiska, ekonomiska och sociala. Kalkyleringen kan kopplas ihop med den ekonomiska aspekten medan LCA- analyser har en tydlig koppling till den ekologiska aspekten. LCA och kalkylering har även de en koppling till varandra då det i denna undersökning ska vägas mot varandra. Vad är företagen villiga att betala för att värna om miljön?

(22)

Teoretiskt ramverk Figur 6. Koppling mellan teorierna.

(23)

Empiri

4 Empiri

Detta kapitel presenterar den insamlade empirin som ligger till grund för resultatet och analysen för respektive frågeställning. Empirin är insamlad genom utförd fallstudie.

Dokumentanalys

För att utföra analyserna behövdes underlag för de sex olika byggprojekten analyseras för att sedan kunna föras in som indata i programmen Anavitor och Bidcon. De sex olika projekten och dess information redovisas i avsnitt 4.1.2–4.1.7. Ritningsunderlag och projektnamn är konfidentiellt och kommer därför inte vara med i rapporten. Den valda armeringsmängden, betong- och armeringskvaliteterna för respektive stomtyp som använts in analyserna redovisas i avsnitt 4.1.1.

4.1.1 Indata till analyserna

Data har samlats in om platsgjutna respektive prefabricerade stommar för att användas som indata till analyserna. För att kunna genomföra analyserna behövdes recept tas fram för de båda metoderna. Recepten som togs fram ska efterlikna verkliga recept inom branschen och skiljer sig därför åt beroende på metod.

Valet av betongkvalité, armeringskvalité och armeringsmängd har gjorts utifrån ritningar samt kontakt med prefableverantör. Utifrån analysen av ritningarna framgår det tydligt att C25/30 är den betongkvalité som vanligtvis används vid platsgjutning. Vid analys av ritningar togs generella värden fram för armeringsmängd och kvalité. Samtliga generella värden för platsgjutna stommar redovisas i Tabell 5.

Valet av betongkvalité för prefab valdes till C40/50 tillsammans med UBAB. Denna högre kvalité används till prefabelementen då de ska klara av längre spännvidder än platsgjuten betong. Även armeringsmängd och kvalité togs fram tillsammans med UBAB. Prefabelementen har mer armering i bjälklagen än platsgjutet för att klara av en längre spännvidd. Samtliga generella värden för prefab redovisas i Tabell 6.

Både de platsgjutna och prefabricerade projekten antas använda sig av en tornkran och har kalkylerats efter detta.

Tabell 5. Insamlad data för platsgjutna stommar.

Platsgjutna stommar

Byggdel Betongkvalitet Armeringskvalitet Mängd armering

Bjälklag C25/30 NK500AB-W 6,7 kg/m2

Vägg C25/30 NK500AB-W 4,1 kg/m2

Pelare C25/30 K500C-T 74 kg/m3

Tabell 6. Insamlad data för prefabricerade stommar.

Prefabricerade stommar

Byggdel typ Betongkvalitet Armeringskvalitet Mängd armering

Bjälklag Massiv C40/50 K500 6,4 kg/m2

(24)

Empiri

4.1.2 Projekt 1- Platsgjutet

Projekt 1 är ett sexvåningshus med 45 lägenheter som består av en platsgjuten betongstomme. Projektets indata som behövdes för att genomföra fallstudien framförs i Tabell 7.

Tabell 7. Indata för projekt 1.

Projekt 1

Metod Platsgjutet

BTA 3035 m2

Våningar 6

Stomresning- dagar 120 byggdagar Stommens betongkvantitet 1084,19 m3

Projekt 2 är ett sexvåningshus med 56 lägenheter och gemensamhetslokaler som består av en platsgjuten betongstomme. Projektets indata som behövdes för att genomföra fallstudien presenteras i Tabell 8.

Projekt 2 Metod Platsgjutet BTA 4900,54 m2 Våningar 6 Stomresning 264 byggdagar Stommens betongkvantitet 1960,72 m3 4.1.4 Projekt 3- Platsgjutet

Projekt 3 är ett femvåningshus med 39 bostadsrättslägenheter som består av platsgjuten betongstomme. Projektets indata som behövdes för att genomföra fallstudien presenteras i Tabell 9.

(25)

Empiri Tabell 9. Indata för projekt 3.

Projekt 3 Metod Platsgjutet BTA 3635,24 m2 Våningar 5 Stomresning 179 byggdagar Stommens betongkvantitet 1302,71 m3 4.1.5 Projekt 4- Prefab

Projekt 4 är ett niovåningshus med 39 lägenheter som består av en prefabricerad stomme. Projektets indata som behövdes för att genomföra fallstudien presenteras i Tabell 10.

Projekt 4 Metod Prefabricerat BTA 3427,78 m2 Våningar 9 Stomresning 35 byggdagar Stommens betongkvantitet 1385,03 m3 4.1.6 Projekt 5- Prefab

Projekt 5 är ett åttavåningshus med 39 lägenheter som består av en prefabricerad stomme. Projektets indata som behövdes för att genomföra fallstudien presenteras i Tabell 11.

Projekt 5 Metod Prefabricerat BTA 3368,32 m2 Våningar 8 Stomresning 53 byggdagar Stommens betongkvantitet 1474, 18 m3

(26)

Empiri 4.1.7 Projekt 6- Prefab

Projekt 6 är ett tolvvåningshus med 55 lägenheter som består av en prefabricerad stomme. Projektets indata som behövdes för att genomföra fallstudien presenteras i Tabell 12.

Projekt 6 Metod Prefabricerat BTA 5177,32 m2 Våningar 12 Stomresning 45 byggdagar Stommens betongkvantitet 2076,01 m3 4.1.8 Transporter

Eftersom resultatet i denna studie ska vara generaliserbart har inte de verkliga avstånden mellan betong/prefab-fabrik och byggplats använts. Istället har tre olika sträckor för platsgjutet, respektive prefab antagits. Sträckorna har bestämts med hjälp av information från betongleverantör och prefableverantör. Betongleverantören Betongindustri Jönköping fraktar sällan sin betong över 8 mil på grund av att betongen börjar härda efter en viss tid efter tillverkning. De levereras vanligtvis sin betong inom 1 mils radie. Prefableverantören UBAB levererar mestadels sina betongelement 10 mil, och de levererar sällan sina prefabricerade element längre än 30 mil. Utifrån dessa uppgifter har sträckorna i Tabell 13 valts.

För att genomföra livscykelanalyserna och kalkylering gällande transporter behövdes information om lastbilarna för vardera stomtyp preciseras. En fullastad lastbil som levererar betong till platsgjutna projekt innehåller enligt Betongindustri Jönköping 7m3 betong. Enligt UBAB kan en fullastad lastbil med prefabelement klara av en last på 33 ton. Utifrån dessa uppgifter har antal transporter per projekt definierats.

Tabell 13. Valda leveranssträckor för respektive stomme.

Metod Sträcka 1 (mil) Sträcka 2 (mil) Sträcka 3 (mil)

Platsgjutet 1 4 8

Prefabricerat 10 20 30

LCA

Vid utförandet av LCA har recept skapats för respektive stomval och byggdel med hjälp av Anavitor. Recepten har skapats med valda betongkvaliteter, armeringskvalitet och

(27)

Empiri

För de olika stomvalen har det även valts tre olika transportsträckor se Tabell 13 för att visa hur transporterna påverkar miljön. Transportsträckorna är generellt längre för prefabricerade projekt och kortare för platsgjutna, vilket har beaktats vid valda avstånd i fallstudien. I avsnitt 4.2.2-4.2.7 har livscykelanalyser för varje projekt sammanställts i tabeller.

Tabell 14. Betongkvaliteternas CO2e-utsläpp per m3 betong.

Stomtyp Betongkvalitet Utsläpp CO2e /m3 betong

Platsgjutet C25/30 245,36

Prefabricerat C40/50 319,08

4.2.1 Livscykelanalysens innehåll

Livscykelanalyserna som genomförts har avgränsats till systemgränsen A1-A5, byggskedet. I analyserna ingår således råvaruförsörjning, tillverkning och bygg- och installationsprocessen.

LCA för projekt 1 har sammanställts i Tabell 15. Den fullständiga LCA-rapporten finns under bilaga 1.

Tabell 15. LCA för Projekt 1.

Avstånd (mil) Skede: A1, A2, A3 och A5

(CO2-ekv) Skede: A4 Transport (CO2-ekv) Total (CO2-ekv) 1 329 602 4 379 333 981 4 329 602 14 087 343 689 8 329 602 27 032 356 634 4.2.3 Projekt 2- Platsgjutet

Avstånd (mil) Skede: A1, A2, A3 och A5

(CO2-ekv) Skede: A4 Transport (CO2-ekv) Total (CO2-ekv) 1 711 169 9 478 720 647 4 711 169 30 411 741 580 8 711 169 58 322 769 491 4.2.4 Projekt 3- Platsgjutet

(28)

Empiri

Avstånd (mil) Skede: A1, A2, A3 och A5 (CO2-ekv) Skede: A4 Transport (CO2-ekv) Total (CO2-ekv) 1 396 401 5 278 401 679 4 396 401 16 948 413 349 8 396 401 32 508 428 909 4.2.5 Projekt 4- Prefab

(29)

Empiri Tabell 20. LCA för Projekt 6.

Avstånd (mil) Skede: A1, A2, A3 och A5 (CO2-ekv) Skede: A4 Transport (CO2-ekv) Total (CO2-ekv) 10 760 040 43 360 803 400 20 760 040 84 682 844 722 30 760 040 126 004 886 044

4.2.8 Beräkning av medelvärde inklusive transporter

Projektens CO2e har ställts i relation till projektens betongkvantitet samt projektets BTA, se uträkning och värden för vardera projekt i bilaga 7. Utifrån dessa värden har medelvärden på varje avstånd från fabrik räknats fram, se uträkningar i bilaga 8. Dessa medelvärden redovisas i Tabell 21.

Tabell 21. Platsgjutna och prefabricerade medelvärden beroende på avstånd från

fabrik redovisat i CO2e /m2 BTA och CO2e /m3 betong.

Platsgjutet CO2e/m2 BTA CO2e/m3 betong

1 mil 122,5 328,0

4 mil 126,1 337,5

8 mil 130,8 350,2

Prefab CO2e /m2 BTA CO2e/m3 betong

10 mil 160,3 387,0

20 mil 168,6 406,9

30 mil 176,8 426,8

Kalkylering

Samtliga projekt har infogats i programmet Bidcon, som resulterat i en kalkyl för vardera projekt. I Bidcon har de olika projekten fått samma förutsättningar när det gäller arbetskostnad för att skapa generella resultat. Kostnaden för arbete är prissatt enligt Bidcons standard, 420 kr/arbetad timma. Transporterna för vardera projekt har räknats vid sidan av Bidcon och redovisas i avsnitt 4.3.4. Krankostnader så som hyra av kran, montering, demontering, besiktning, belysning, underhåll/service, transport, hyra av kamera och hyra av kranhiss har tagits fram med hjälp av en platschef.

(30)

Empiri 4.3.1 Kalkylernas innehåll

Nedan redovisas kalkylernas innehåll för vardera stomme. Platsgjuten stomme

• Projektering • Material

• Arbetstimmar vid byggnation • Verktygshyra

• Maskinhyra

• Kostnader och hyra av kran • Transport

Prefabricerad stomme

• Projektering (ingår vid inköp) • Material (ingår vid inköp) • Montage (ingår vid inköp) • Kostnader och hyra av kran • Transport

4.3.2 Kalkylering platsgjutet

Vid kalkylering av de platsgjutna projekten valdes färdiga recept i programmet för platsgjutna väggar, pelare och bjälklag. I recepten ingick kostnader av material för valvform, väggform, betong, armeringen och antal arbetstimmar för utförandet. Kostnader för hyra av verktyg och maskiner har lagts in manuellt i kalkylerna. Priser för hyra av dessa hjälpmedel är hämtade från Lambertsson. Priserna var prissatta med kr/dag. I undersökningen har det antagits att verktygen hyrs lika många dagar som det tar för stommen att resas.

Projekteringskostnaderna för de platsgjutna projekten har beräknats genom den generella procentsatsen 12% av de totala kostnaderna, tillhandahållen av PEAB. Nedan har kalkylerna för de platsgjutna projekten sammanställts.

Projekt 1

En samanställning av stomkostnaderna för projekt 1 redovisas i Tabell 22. Den fullständiga kalkylen för projekt 1 finns under bilaga 9.

(31)

Empiri Tabell 22. Kostnader för projekt 1.

Projekt 2

Tabell 23. Kostnader för projekt 2.

Projekt 2

Metod Platsgjutet

BTA 4900,54 m2

Kalkylpost Betongkvantitet(m3₎ _{Kostnad (kr)}

Projektering - 1 009 153 Vägg 563,61 m3 _{1 846 579} Bjälklag 1391,4 m3 _{3 580 553} Pelare 5,71 m3 _{69 473} Kran - 2 423 248 Betongpump - 108 272 Hyra av maskiner - 342 936 Väggbask - 38 544 Totalt 1960,72 m3 _{9 418 759} Projekt 1 Metod Platsgjutet BTA 3035 m2

Projektering - 590 265 Vägg 327,63 m3 _{1 096 478} Bjälklag 756,56 m3 _{2 081 358} Kran - 1 507 840 Betongpump - 59 797 Hyra av maskiner - 155 880 Väggbask - 17 520 Totalt 1084,19 m3 _{5 509 138}

(32)

Empiri Projekt 3

Projekt 3

Metod Platsgjutet

BTA 3635,24 m2

Projektering - 713 397 Vägg 353,92 m3 _{1 174 949} Bjälklag 946,75 m3 _{2 514 527} Pelare 2,04 m3 _{35 017} Kran - 1 882 903 Betongpump - 78 926 Hyra av maskiner - 235 521 Väggbask - 26 134 Totalt 1302,71 m3 _{6 658 373} 4.3.3 Kalkylering Prefab

De prefabricerade massiva väggarna fanns att väljas som färdiga recept i Bidcon. De förspända massiva bjälklagen fanns däremot inte att välja i Bidcons priskatalog. Problemet löstes genom att tillverka egna kalkylposter med ett medelvärde på massiva förspända bjälklag från två olika företag. Kontakt togs med Strängbetong och Finja som tillhandahöll schablonvärdet 1400kr/m2_{och 1500kr/m}2_{där det ingick projektering,} tillverkning och montering av betongelementen. Medelvärdet 1450kr/m2 _användes således för att beräkna kostnaderna för de massiva prefabricerade bjälklagen.

Projekt 4

(33)

Projekt 4

Metod Prefabricerat

BTA 3427,78 m2

Vägg 488,64 m3 _{3 479 574}

Bjälklag 896,39 m3 _{4 999 122}

Kran - 967 495

Totalt 1385,03 m3 _{9 446 191}

Projekt 5

Metod Prefabricerat

BTA 3368,32 m2

Vägg 517,84 m3 _{3 653 465}

Bjälklag 956,34m3 _{5 429 670}

Kran - 1 081 921

Totalt 1474,18 m3 _{10 165 057}

Projekt 6

(34)

Projekt 6

Metod Prefabricerat

BTA 5177,32 m2

Vägg 718,45 m3 _{5 437 189}

Bjälklag 1357,56m3 _{7 784 489}

Kran - 1 031 065

Totalt 2076,01 m3 _{14 252 742}

4.3.4 Transportkostnader

Transportkostnaderna har beräknats vid sidan av kalkyleringen som gjordes i Bidcon. Transportsträckorna som har använts vid kostnadsberäkningen utgår från de valda sträckorna i Tabell 13.

Transportkostnader platsgjutet

Transportkostnaden för färsk betongen från fabrik till byggplats har beräknats med hjälp av prislistor från abt bolagen, se bilaga 15. I prislistorna finns kostnader per m3 betong för transport beroende på sträcka. Transportkostnaderna för den platsgjutna stommen redovisas i Tabell 28 och uträkningarna i bilaga 16. De totala projektkostnaderna tillsammans med transporterna redovisas i Tabell 29.

Tabell 28. Transportkostnader för de platsgjutna projekten.

Transportsträcka (mil) Projekt 1 (SEK) Projekt 2 (SEK) Projekt 3 (SEK)

1 278 637 503 905 334 796

4 411 992 745 074 495 030

8 568 116 1 027 418 682 620

Tabell 29. Kostnader för de platsgjutna projekten inkl. transportkostnader.

1 5 787 775 9 922 664 6 996 169

4 5 921 130 10 163 833 7 156 403

(35)

Empiri

Transportkostnaderna för de prefabricerade projekten redovisas i Tabell 30. De totala projektkostnaderna tillsammans med transporterna redovisas i Tabell 31.

Tabell 30. Transportkostnader för de prefabricerade projekten.

10 744 978 792 930 1 116 642

20 1 122 714 1 194 979 1 682 826

30 1 521 434 1 619 364 2 280 466

Tabell 31. Kostnader för de prefabricerade projekten inkl. transportkostnader.

10 10 191 169 10 957 988 15 369 384

20 10 568 905 11 360 037 15 935 568

30 10 967 625 11 784 422 16 533 208

4.3.5 Medelvärde exklusive transport

Medelvärden exklusive transport har tagits fram för de platsgjutna och prefabricerade projekten, se uträkning bilaga 18 och Tabell 32. För att få ut medelvärdena har de totala kostnaderna utan transporter ställts i relation till projektets betongkvantitet samt projektets m2 _BTA.

Tabell 32. Uträknat medelvärde för platsgjutet och prefab i SEK/m2_{BTA och SEK/m}3

betong.

Medelvärde SEK/m2_BTA _SEK/m3 _betong

Platsgjutet 1856,54 4999,51

Prefabricerat 2842,18 6860,35

4.3.6 Medelvärde inklusive transport

Medelvärde inklusive transporter har beräknats fram för platsgjutna och prefabricerade stommar. Medelvärde är framtaget i olika avstånd från fabrik i SEK/m2 _{BTA och} SEK/m3_{betong, se uträkning i bilaga 19. I Tabell 33 har medelvärdena från uträkningen} sammanställts för varje stomtyp.

(36)

Empiri

Tabell 33. Platsgjutna och prefabricerade medelvärden beroende på avstånd från

fabrik redovisat i SEK/m2_{BTA och SEK/m}3_betong.

Platsgjutet SEK/m2_BTA _SEK/m3 _betong

1 mil 1952,1 5256,5

4 mil 1997,9 5379,5

8 mil 2051,4 5523,5

Prefab SEK/m2_BTA _SEK/m3 _betong

10 mil 3065,0 7398,2

20 mil 3178,0 7671,0

30 mil 3297,2 7958,8

Sammanfattning av insamlad empiri

Vid dokumentanalysen valdes betongkvalitet, armeringskvalitet, mängd armering och transportsträckor för båda stomtyperna. En betongkvalitet valdes för de platsgjutna projekten, C25/30 och en för de prefabricerade projekten, C40/50. Mängden armering i bjälklagen skiljer sig även åt beroende på stomval. I denna undersökning valdes 6,7 kg/m2 _{armering för platsgjutna bjälklag, och 6,4 kg/m}2 _{armering för prefabricerade} bjälklag. Transportsträckorna valdes med hjälp av en prefableverantör och en betongleverantör för att få ut relevanta och verkliga sträckor. De platsgjutna sträckorna valdes till 1, 4 och 8 mil, medan de prefabricerade sträckorna valdes till 10, 20 och 30 mil.

Vid dokumentanalysen framkom även projektspecifik data om projekt 1-6 med hjälp av ritningar och dokument om projekten. De platsgjutna projekten är mellan 5 - 6 våningar, har en total BTA mellan ca 3000 m2_{- 5000 m}2_{och har rests på mellan 180} till 264 byggdagar. De prefabricerade projekten är mellan 8 till 12 våningar, har en total BTA mellan ca 3300 m2_{- 5200 m}2_{och har rests på mellan 35 till 53 byggdagar.} Livscykelanalyserna utfördes med hjälp av Anavitor där egna recept för platsgjutet och prefab skapades. Livscykelanalysen som gjordes på samtliga sex projekt resulterade i medelvärden för olika avstånd från betongfabrik och prefabfabrik.

För att utföra kalkyleringen har programmet Bidcon använts för att beräkna väggar, bjälklag och pelare. Transporterna räknades för hand med information från prefab- och betongleverantör. Kostnader för maskiner och kran hämtades från en uthyrningsleverantör och en platschef. När alla projekt hade kalkylerats togs det fram medelvärden för prefab och platsgjutet för att få ett mer jämförbart resultat.

(37)

Analys och resultat

5 Analys och resultat

Analys

5.1.1 Frågeställning 1: Vilken av metoderna platsgjutet och prefabricerat släpper ut mest koldioxidekvivalenter (CO2e) under tillverknings- och produktionsskedet?

5.1.2 Litteraturstudie

En sammanställning av litteraturstudien redovisas i Tabell 34. Litteraturstudien för LCA indikerar på att en platsgjuten stomme släpper ut mer CO2e under tillverkning och produktion jämfört med prefabstomme. Resultatet för de olika studierna varierar något då de avgränsats på olika sätt när det gäller byggdelar och betongtyp. Första studien har förutsatt att de platsgjutna alternativen innefattar en betongform som kasseras efter mindre 10 användningar, vilket påverkar resultatet för platsgjutet negativt. Den andra studien har räknat med att den kortare byggtiden för prefab genererar mindre utsläpp gentemot platsgjutet. Den tredje studien har valt att jämföra ett platsgjutet projekt med vanlig betong och ett prefabprojekt med en miljövänlig geopolymer betong. Detta resulterar i att utsläppen för prefabprojektet minskar jämfört med det platsgjutna projektet.

Tabell 34. Sammanställning av litteraturstudien för frågeställning 1.

Referens LCA-Skede Avgränsningar- del

av byggnad Resultat Resultat i %

Dong, Jaillon, Chu & Poon (2015)

A1-A5 Platsgjuten vägg 770 kg CO2e / m3 11,2% mer utsläpp för platsgjutet Prefab vägg 692 kg CO2e / m3

Transporter - % av

utsläpp Platsgjuten 12% Prefab 18% Teng, Li, Pan &

Ng (2018) A1-A5 Hel byggnad- Prefab 105 till 864 kg CO2/m

2 _{15,6% mer} utsläpp för platsgjutet Ghayeb, Razak, & Sulong (2019) A1-A5 Platsgjuten stommen- normal betong 221.57 kg-CO2/m2 14,8% mer utsläpp för platsgjutet Prefab stomme-

geopolymer betong 193.00 kg-CO2/m 2

Ji, Li, Liu, Shrestha, & Jing (2018)

A1-A5 Platsgjuten stomme 296.56 GHG kg/m2 _{3,1% mer} utsläpp för platsgjutet Prefab stomme 287.27 GHG kg/m2

(38)

Analys och resultat Fallstudiens livscykelanalys

I Figur 7 och Figur 8 har medelvärdena för platsgjutet och prefab ställts mot varandra. I figurerna har de korta, medel och långa avstånden från fabrik jämförts med varandra. Exempelvis anses det i denna undersökning att ett platsgjutet projekt ligger nära en betongfabrik om den ligger 1 mil ifrån byggplatsen. Ett prefabricerat projekt anses däremot ligga nära en betongelementfabrik om den ligger 10 mil från byggplatsen. Detta beror på att det finns fler betongtillverkare än prefabtillverkare runt om i landet. Jämförs medelvärdena i Figur 7 med CO2e/m2 BTA släpper prefabstommen ut 30 – 35% mer än den platsgjutna stommen beroende på avståndet. Jämförs medelvärdena istället i Figur 8 med CO2e/m3 betong släpper prefabstommen ut 17 – 22% mer än den platsgjutna stommen beroende på avståndet. Båda figurerna visar på att utsläppet för prefab i relation till platsgjutet ökar mer ju längre transportsträckorna blir. Detta kan bero på att milantalet ökar mer för prefab för de olika sträckorna än platsgjutet.

Figur 7. Jämförelse av medelvärden för platsgjutet och prefab i CO2e/m2 BTA beroende

på avstånd från fabrik. 122, 53 126, 09 130, 84 160, 31 168, 55 176, 80 K O R T S T R Ä C K A M E D E L S T R Ä C K A L Å N G S T R Ä C K A

CO2E/M2 BTA

Platsgjutet Prefab

(39)

Figur 8. Jämförelse av medelvärden för platsgjutet och prefab i CO2e/m3 betong

beroende på avstånd från fabrik.

I Figur 9 och Figur 10 har transporternas procentuella andel i förhållande till de totala CO2e-utsläppen redovisats. I diagrammet redovisas transporternas procentuella andel för olika avstånd från fabrik för både platsgjuten och prefabricerad stomme. För den platsgjutna stommen står transporterna för 1,31% till 7,58% av det totala CO2 e-utsläppet. För den prefabricerade stommen står istället transporterna för 5,40% till 14,22% av det totala utsläppet. Detta diagram visar på att transporterna för de prefabricerade projekten orsakar en betydande miljöpåverkan när avståndet från fabrik ökar.

Studiens livscykelanalys indikerar på att den prefabricerade stommen släpper ut mer CO2e än platsgjutet, medan litteraturstudien antyder på motsatsen. De största faktorerna till att den prefabricerade stommen släpper ut mer i denna studie är att transporterna är längre och att den valda betongkvaliteten för prefab släpper ut ca 30% mer CO2e jämfört med den valda betongen för platsgjutet.

327, 98 337, 51 350, 21 387, 00 406, 90 426, 81 K O R T S T R Ä C K A M E D E L S T R Ä C K A L Å N G S T R Ä C K A

CO2E/M3 BTG

Platsgjutet Prefab

(40)

Figur 9. Transporternas procentuella andel på det totala CO2e-utsläppet för en platsgjuten stomme.