AKADEMIN FÖR TEKNIK OCH MILJÖ
Avdelningen för bygg-, energi- och miljöteknik
Återanvända och återvinna byggnadsmaterial
En undersökning av materialen trä och betong ur byggnadsstommen
Sandra Brodin, Kasper Moberg 2020
Examensarbete, Grundnivå (högskoleexamen), 15 hp Byggnadsteknik
Byggnadsingenjör
Handledare: Dorith Carlberg Examinator: Jan Akander
i
Förord
Året var 2020 och vi var den första kullen av högskolestudenter som skulle få skriva ett examensarbete under den nu mycket kända COVID-19-pandemin. På grund av
omständigheterna var studierna tvungna att ske helt på distans vilket försvårade detta
examinerande arbete markant. Handledare kontaktades över mail och de nu mycket populära kommunikationsverktyget ZOOM, vilket blev ett annorlunda sätt att kommunicera i jämförelse med föregående studier.
Även om situationen blev som den blev har ändå våra fantastiska handledare hela tiden funnits tillgängliga.
Vi vill därför främst vilja tacka vår handledare Dorith Carlberg och Jan Akander som är examinator. Dorith Carlberg är handledaren som svarar på mail inom en minut och kan se det minsta stavfel i en text med sitt hököga. Jan Akander lägger alltid sitt hjärta och själ i varje svar han kan ge vilket har varit guld i detta avslutande och betydande arbete.
Eftersom detta är slutskedet på vår utbildning vill vi passa på att tacka alla lärare som på något sätt bidragit till högskoleingenjörer vi blivit idag under vår tid på Högskolan i Gävle.
Tack för oss Sandra Brodin och Kasper Moberg.
Signatur:
ii
Sammanfattning
I denna rapport undersöks återanvändnings- och återvinningspotentialen för stommaterial ur byggnader i Sverige. De två materialen som har undersökts är betong och trä. Rapporten innehåller en litteraturstudie över återanvändning och återvinning. En fallstudie har även utförts på två byggnader. Den första byggnaden är ett småhus med träkonstruktion. Den andra
byggnaden är ett flerbostadshus med betongkonstruktion.
Byggsektorn står för stora mängder utsläpp och har en stor påverkan på miljön. Av allt material som ligger på deponi står byggbranschen för ca 35 % av allt material. Ett alternativ för att minska byggbranschens påverkan på miljön är att återanvända och återvinna material i högre grad.
Hantering av avfall ska prioriteras enligt EUs direktiv gällande avfall. I direktivet finns avfallstrappan som rangordnar avfall efter vad som ska prioriteras över andra alternativ.
Betong är ett material som både går att återanvända och återvinna. Att återvinna betong är en vanlig process som innebär att betong krossas och sedan används som ballast till ny betong.
Denna process kan innebära att betongens kvalitet ändras. Återanvändning av betong utförs inte i samma utsträckning men har stor potential i framtiden.
Materialet trä bör följa kaskadmodellen för att förlänga dess livslängd. Kaskadmodellen beskriver hur träets livslängd kan förlängas innan den går till förbränning med energiutvinning.
Fallstudien i denna rapport har utförts på två teoretiska byggnader. Byggnaderna har grundats på undersökningen BETSI och ska representera ett medelvärde av byggnader i Sverige. Fallstudien undersöker hur mycket material som går att återanvända och återvinna ur byggstommen.
Resultatet visar på att all betong har en stor potential att återanvändas och återvinnas.
Allt trä som används i de två byggnaderna bör följa kaskadmodellen där de komponenter som går att återanvända återanvänds.
Sökord: Betong, trä, återanvända, återvinna och cirkulär ekonomi
iii
Abstract
This report examines the potential of reuse and recycling building materials from the loadbearing structures in Swedish buildings. The two materials that have been examined are timber and concrete. The report contains a literature study on reuse and recycling. A case study has also been carried out on two buildings. The first building is a small timber frame house. The second building is a multi-dwelling building with a concrete loadbearing structure.
The construction sector accounts for a large amount of emissions and has a major impact on the environment. The construction industry accounts for about 35 % of all the material in landfills.
An alternative to reducing the impact on the environment is to reuse and recycle building materials.
Waste management must be prioritized according to the EU directive on waste. The directive contains the waste management hierarchy that ranks waste management according to what should be prioritized over other waste alternatives.
Concrete is a material that can be both reused and recycled. Recycling concrete is a common process that involves concrete being crushed and then used as aggregate for new concrete. This process can result in that the quality of the concrete changes. Reuse of concrete is not carried out to the same extent but has a great potential in the future.
Timber should follow the cascading model to extend its usage. The cascading model describes how the in-service life of timber can be extended before it goes to combustion for energy recovery.
The case study in this report has been carried out on two theoretical buildings. The buildings are based on BETSI survey results and represent the average building in Sweden. The case study examines how much material can be reused and recycled from the loadbearing structures. The result shows that all concrete has the potential to be recycled.
All wood used in the two buildings should follow the cascade model where the reusable components are reused.
Keywords: Concrete, timber, reuse, recycle and circular economy
iv
Definitioner
Dessa definitioner är baserade på definitioner enligt EU (EUR-Lex - 32008L0098 - EN - EUR-Lex, n.d.).
“Avfall” menas alla sorters ämnen eller föremål som innehavaren slänger eller är skyldig att slänga.
“Återanvända” betyder alla fall där en produkt eller material har en möjlighet att återanvändas till samma ändamål som det var tänkt för.
“Återhämtning” menas att ett material som tappat sin nuvarande funktion tas i bruk och ersätter ett annat materials funktion.
“Återvinning” inkluderar all återvinningsoperation och beskriver när brukad produkt bearbetas till nytt ändamål som inkluderar produkt, material eller ämne som original eller som använts för andra ändamål. Energiutvinning genom att bränna material är inte inkluderat.
“Bortskaffande” inkluderar de som inte är återhämtning även om ändamålet för materialet eller produkten kan vara i sekundär användning.
“RAC” Recycled Aggregate Concrete. Betong som innehåller återvunnet aggregat.
“ITZ” Interfacial Transition Zone
“R” Värmemotstånd [𝑚𝑊2𝐾]
“U” U-värde, Värmegenomgångskoefficient [ 𝑊
𝑚2𝐾]
“λ” Värmeledningsförmåga [𝑚𝐾𝑊]
“d” Tjocklek [m]
v
Innehållsförteckning
Förord ... i
Sammanfattning...ii
Abstract ... iii
Definitioner ... iv
1 Introduktion ... 1
2 Teori ... 4
2.1 Betong ... 4
2.1.1 Betongens uppbyggnad ... 4
2.1.2 Metoder för att minska klimatavtrycket ... 5
2.1.3 Återvinning av betong ... 5
2.1.4 Kvalité på betong med återvunnet aggregat ... 6
2.1.5 Återanvändning av betong ... 6
2.1.6 Karbonatisering ... 6
2.2 Trä ... 8
2.2.1 Materialet trä... 8
2.2.2 Limträ ... 8
2.2.2 Återanvända trä ... 9
2.2.3 Kaskadmodell ... 9
2.3 Bidragande faktorer vid återanvändning och återvinning ... 10
2.3.1 Återvinningscentraler i Sverige ... 10
2.3.2 Lagar som behandlar avfall ... 11
2.3.3 Miljömål ... 11
2.3.4 Ekonomiska incitament ... 12
2.3.4 Materialens utsläpp ... 12
3 Metod ... 14
3.1 Litteraturstudie ... 14
3.2 Fallstudie ... 14
3.2.1 BETSI ... 14
3.2.2 Beräkningar ... 15
3.2.3 Småhus med träkonstruktion ... 16
3.2.4 Flerbostadshus med betongkonstruktion ... 18
4 Resultat ... 22
4.1 Litteraturstudie ... 22
4.2 Resultat från Fallstudie ... 23
vi
4.2.1 Resultat från småhus... 23
4.2.2 Resultat från flerbostadshus ... 24
5 Diskussion ... 25
5.1 Fallstudie ... 25
5.2 Varför ska materialen återanvändas? ... 25
5.3 Hinder och rekommendationer vid återanvändning av betong ... 26
5.4 Hinder och rekommendationer vid återanvändning av trä ... 27
5.5 Förutsättningar för fortsatt utveckling ... 27
5.6 Jämför de två materialen ... 28
6 Slutsatser ... 29
Referenser ... 30
Bilaga A ... 33
Bilaga B ... 34
Bilaga C ... 38
1
1 Introduktion
Alla byggnader som idag är byggda, håller på att byggas eller i framtiden kommer att byggas, kommer vid något tillfälle att rivas. Detta är oundvikligt och bör planeras för vid ett tidigare skede. Återanvändning av byggnadsmaterial är något som sker i små mängder, inte bara i Sverige utan även på den internationella marknaden då endast 6 % av allt material som bearbetas på marknaden har återvunnits (Haas, Krausmann, Wiedenhofer & Heinz, 2015). I dagsläget står byggbranschen för ca 35 % av allt material som ligger på deponi (Ghaffar, Burman & Braimah, 2020), och ur miljösynpunkt är detta en stor belastning på våra naturresurser.
Ekonomi har stor inverkan på hur avfall hanteras. Avfall berörs till största del av två olika ekonomimodeller. Dessa två är linjär ekonomi och cirkulär ekonomi som står för hur ett material hanteras under dess livslängd se figur 1.
Linjär ekonomi minskar resurser som finns tillgängliga i jämförelse med en cirkulär modell som behåller dessa resurser. I en linjär ekonomimodell är det utbrytning, produktion, konsumtion och sedan deponering av materialet som är materialets flöde. Denna modell bidrar till ökade mängder material på deponi.
En cirkulär ekonomimodell efterliknar det naturliga kretsloppet för material i naturen. Utan mänskligt inflytande produceras råvaror naturligt, till exempel ett träd som växer. När
materialet har nått slutet av sin livscykel bryts materialet ner och återgår till jorden eller bidrar med näring så att nya råvaror kan skapas. En cirkulär modell i byggbranschen innebär att material från en byggnad efter rivning ska återanvändas i samma funktion, användas i annan funktion och/eller återvinnas. Detta bidrar till mindre utbrytning av råmaterial då materialet behålls en längre tid i brukningsområdet och på så sätt förlängs livslängden.
Den cirkulära modellen inkluderar många förslag till hur mängden brytning av råmaterial kan minimeras och avfallets uppkomst minimeras för att få en så liten skada på miljön som
möjligt. Modellen är mest effektivt för företag eftersom mängden material i omlopp är mycket större i jämförelse med en privatperson. Någon riktig definition finns inte utan detta begrepp anses vara ett paraplybegrepp för att inkludera alla de idéer som finns och arbetssättet skiljer sig mellan dess (Velenturf, Archer, Gomes, Christgen, Lag-Brotgen & Purnell, 2019).
2
Figur 1: Förklarande bild över cirkulär och linjär ekonomi (Kudd, 2018)
Både återanvändning och återvinning bidrar till att mindre råmaterial används. Detta sparar på jordens naturresurser och bidrar till mindre negativ påverkan på miljön i form av
energianvändning, föroreningar och global uppvärmning (Behera, Bhattacharyya, Minocha, Deoliya & Maiti, 2014).
Det finns fyra olika alternativ för hantering av avfall och en möjlighet att minimera uppkomsten av avfall som beror helt på konsumentens agerande. Ska ett material användas effektivt ur
miljösynpunkt ska det restavfallet vara så lite som möjligt. Detta minimerar även användandet av produkten eller råvaran och konsumtionen blir hållbar. Sedan kommer återanvändning av material. Återanvändning av material sker om materialet är i tillräckligt bra skick för att kunna användas i sin befintliga form i ett annat projekt. Alternativ två är återvinning av material. Detta alternativ medför att materialet på något sätt omformas eller genomgår en omvandling och får en ny funktion. Ett exempel av detta är när betong krossas och sedan används krosset till ballast eller som fyllnadsmaterial i andra projekt. Nästa alternativ för avfallshantering är förbränning av avfall med energiutvinning. Denna energi kan sedan användas till fjärrvärme för att värma bostäder. Det sista alternativet för avfallshantering är att placera materialet på deponi och detta sker om det anses att avfallet inte har några ytterligare möjlighet att brukas.
Direktiv 2008/98/EC (European Waste Framework Directive) är ett direktiv från Europeiska unionen som berör hantering av avfall inom EU. Direktivet ger avfall en hierarki som visar vad som ska prioriteras att implementera över andra alternativ se figur 2. I denna hierarki ska förebyggande av avfall främjas. Sedan ska återanvändning tillämpas och därefter
återvinning. Energiutvinning genom förbränning ska inte prioriteras före återanvändning eller återvinning. Deponi ska aldrig prioriteras och ska vara sista alternativet (EUR-Lex - 32008L0098 - EN - EUR-Lex, n.d.).
3 Figur 2: Avfallstrappa från (Naturskyddsföreningen, 2019)
Detta projekt kommer att undersöka möjligheten till återanvändning och återvinning av material från olika byggnadsstommar. Syftet med arbetet är att sammanställa varför återanvändningen av material inte genomförs i den mängd det går. Samt visa på möjligheterna till vad som går att göra och vilka instanser som kan utföras eller skyldighet att göra skillnad.
Projektet kommer att avgränsas så att endast återanvändning och återvinning omfattas av studien enligt avfallshierarkin. Projektet är även begränsat till materialen betong och trä eftersom de anses utgöra en stor del av det stommaterial som är vanligt i Sverige. En fallstudie kommer sedan att ske på två genomsnittliga byggnader i Sverige där en bedömning ska göras över hur mycket av den cirkulära återvinningspotentialen vi använder i Sverige.
4
2 Teori
I detta kapitel finns en grundläggande sammanställning över materialen trä och betong och dess uppbyggnad. Detta följs upp av en sammanställning över materialens potential till
återanvändning och återvinning.
Information om bidragande faktorer vid framtida återanvändning och återvinning finns i kapitlet.
De faktorer utifrån som driver eller kan driva återanvändning och återvinning framåt.
Informationen nedan kommer att användas vid fallstudien eller är relevanta vid diskussion om ämnet återanvändning och återvinning.
2.1 Betong
Betong som byggnadsmaterial bär på en lång historia. Redan på 100-talet använde romarna betong som byggnadsmaterial, Pantheon i Rom är ett exempel på en sådan byggnad. Templet byggdes i början av 100-talet i cement. Kraftiga pelare användes som krävde hög tryckhållfasthet eftersom byggnaden inte var armerad. Även Grekland har nyttjat betong som byggnadsmaterial i många århundraden och började inte långt efter romarna att använda sig av denna
byggnadsteknik (Masi, Stefanou & Vannucci, 2018).
En byggnad som byggts i betong räknas som en tung byggnad och bidrar till att byggnaden i sig är väldigt robust. Betong kan gjutas på plats till användbara byggnadselement som exempelvis platta på mark. Dagens betongbyggnader har ofta en liten tidsram att byggas inom, vilket gör att de oftast är uppförda i prefabelement som tillverkas på annan ort och sedan transporteras till byggarbetsplatsen för att göra byggnationen effektivare.
Betong är ett beständigt material som ofta kan återanvändas när det blivit gjutet. En
betongstomme är grov och kraftig och har en mycket lång livslängd jämfört med majoriteten av träregelstomme. Det kan förväntas att en betongstomme har en livslängd på över 100 år (Svensk Betong, 2020).
2.1.1 Betongens uppbyggnad
Betong är ett kompositmaterial som består av tre huvuddelar. Dessa delar är cement, ballast som är grus och sten i olika storlekar och den sista delen är vatten. I vissa fall används även
tillsatsmedel som kan påverka betongens egenskaper. Betong som material har god beständighet och detta bidrar till att betong framförallt används som stommaterial. Olika egenskaper kan fås beroende på hur betongen blandas och vilka andelar av vardera beståndsdelen som används.
Detta gör att betong går att användas på olika sätt och i olika syften.
För att minska porositeten i betong används ballast med olika kornstorlekar. När betongen sedan blandas ordnar sig först de stora kornen. De mindre kornen lägger sig sedan i utrymmet mellan de stora kornen, sedan ännu mindre korn i deras mellanrum och så successivt vidare med mindre och mindre korn (Burström, 2006).
5
2.1.2 Metoder för att minska klimatavtrycket
Betong är ett byggnadsmaterial som både går att återanvända och återvinna. Återanvändning av betong innebär att det gjutna betongelementet tas i användning igen i den form de förekommer i. Återvinning av betong används oftast när betong krossas för att sedan använda den krossade betongen till fyllnadsmaterial eller som ballast i ny betong. För att dämpa hotet mot klimatet måste en vilja om att sluta materialslingan finnas. Planering måste genomföras för hur flexibelt ett material kan vara beroende på användningsområde, dessutom anpassa metoder som gör att materialet får en längre livstid än vad det har idag (Minunno, O'Grady, Morrison, Grune &
Colling, 2018).
2.1.3 Återvinning av betong
Återvinning av betong sker i hög grad och materialet återvinns på många olika sätt. Den grövsta formen av betong som återvinns är betongkross som används till fyllnadsmaterial i mark vilket lätt fyller större ytor. Genom att använda rivningsmaterial ur gamla byggnadsstommar kan en gammal byggnad bli ett sorts stenbrott för att kunna komma till ny användning.
Återvinningen kan även genomföras med hjälp av slagverk som kan separera och fördela de olika aggregaten i betongen så att användandet kan bli mer effektivt. Med aggregat menas: bränd lera, bränd skiffer, slagg, sand, grus, krossad sten och block som också benämnas ballast (Messari- Becker, Mattke, Knappe, Storck, Bollinger & Grohmann, 2014).
Figur 3: Betongens cirkulära kretslopp
Återvinning av betong börjar med att betong krossas och bryts ned till mindre delar i olika storlekar. Själva nedbrytandet av betongen finns det flera olika metoder att använda. Alla föroreningar, såsom armering eller trä i betongen avlägsnas för att kunna använda krosset. Den betongkross som bildas fördelas efter storlek. Den kan sedan användas vid tillverkning av ny betong som ballast se Figur 3 (Behera et al., 2014).
6
2.1.4 Kvalité på betong med återvunnet aggregat
När återvunnen ballast används i betong, ändras betongens egenskaper. Runt varje
aggregatpartikel finns ett område som kallas ITZ. Denna region har inverkan på hur porös betongen är (Diamond & Huang, 2001). I betong med återvunnet aggregat finns det två olika ITZ och betong som bara består av nytt aggregat har endast en typ. Ökningen i ITZ påverkar betongens egenskaper. Hållfastheten ändras på ett negativt sätt. Detta händer på grund av att återvunnet ballast innehåller sprickor som leder till att den nya betongen som innehåller återvunnet ballast får en större porositet. Även ITZ påverkar porositeten. Större porositet medför att hållfasthet minskar i betongen. Det finns olika sätt att minska denna negativa effekt bland annat att blanda i olika mineralblandningar i betongen. En teknik för att förbättra
hållfastheten på RAC är att tillsätta bindemedel såsom silikastoft, flygaska och mald granulerad masugnsslagg. Dessa medel ändrar hållfastheten genom att fungera som ett utfyllnadsmedel som leder till att betongen blir mindre porös (Behera et al., 2014).
2.1.5 Återanvändning av betong
Återanvändningen av betong sker inte i stor utsträckning vilket gör att betong som
byggnadsmaterial bidrar till de höga koldioxidutsläppen. Detta är något som borde prioriteras då återanvändning normalt kan spara 20-30% i kostnader av nya byggnader (Huuhka, Kaasalainen, Hakanen & Lahdensivu, 2015). Det är möjligt att återanvända betongelement. Enklast är att återanvända komponenter ur prefabricerade byggnader. Då dessa komponenter en gång redan har transporterats är de gjutna i mått som gör dem mer hanterbara. Det som avgör huruvida dessa komponenter går att återanvända är först och främst om komponenten har tagit skada under dess livslängd. Om inga skador finns på byggnadsdelen går det att återanvända den.
Skador kan orsakas under tre perioder av betongelements livslängd. Den första är vid konstruktion av byggnaden, den andra är under dess användning, och den sista är under dekonstruktionen. Skador går ofta att förebyggas genom varsam hantering av komponenten.
Nästa hinder som påverkar återanvändning av betongelement är anslutningarna mellan dessa komponenter. Anslutningarna till komponenten har påverkan på betongelementet
dekonstrueras. (Huuhka et al., 2015).
2.1.6 Karbonatisering
Betong som material släpper ifrån sig koldioxid i tillverkning av materialet. När betongen har tillverkats och är monterat i en byggnad upptar det även koldioxid. Betong upptar koldioxid under hela dess livslängd. 300 000 ton koldioxid tas årligen upp av betong i byggnader i Sverige.
Detta är ca 15-20 % av de utsläpp av koldioxid som sker under produktionsfasen av betong.
(Svensk betong, 2020)
När koldioxiden som tas upp av betongen reagerar koldioxiden med kalciumhydroxid som finns i cement. När denna reaktion inträffar produceras kalciumkarbonat som sänker pH värdet i betongen. Denna sänkning i pH värde gör det möjligt för armeringen i betongen att korrodera.
(The Concrete Society, 2020)
7
Korrosion av armeringen i betong är en av de största bestämmande faktorerna för
betongkomponentens livslängd. Detta medför att karbonatisering är en bestämmande faktor för om betongen går att återanvända.
8 2.2 Trä
Trämaterialet i sig bär på en lång historia och det har använts inom byggande länge i Sverige.
Tillbaka i historien finns byggnader som står kvar från 1500-talet och redan innan 1000-talet nyttjades trä i byggnadsstommar i Norden av vikingarna (TräGuiden, 2020).
Städer byggdes i stora utsträckning av trä som var ett lättsamt material att bygga i. Städerna växte fram fort och människor kunna bosätta sig snabbare. Redan under medeltiden var det vanligt att uppföra byggnader med stommar av trä. Det som har förändrats i materialval nu är att byggnader i städer inte längre byggs i den mängd trä som förr. Det finns risker att bygga i trä då dessa byggnader kan hamna i riskzon om bränder uppkommer. Husen stod tätt inpå varandra och kunde lätt fatta eld av närliggande byggnader. Detta gjorde att byggnaderna övergick från trä till de mer svårantända materialen som sten och tegelbyggnader och i modernare utformning byggdes det i betong (Släkt historia, 2018).
Trä är ett material som är förnybart vilket gör det till ett miljövänligt alternativ. Trä följer ett naturligt kretslopp där det bildas och binder koldioxid (CO2)under tiden trädet växer upp.
Detta medför att ett trämaterial i helhet står för ett relativt litet koldioxidutsläpp eftersom koldioxidbindandet kompenserar för koldioxiden som släpps ut under produktion och transport.
Materialet är billigt jämfört med andra byggnadsmaterial och är väldigt starkt i förhållande till dess vikt (TräGuiden, 2020). Trä kompletteras med andra material för att lämplig komfort i en byggnad ska uppnås. Det används då gips för att dämpa ljudnivå och brandfara, plastfilm som förhindrar diffusion genom klimatskalet och olika typer av värmeisolering för att behålla rätt klimat och temperatur.
2.2.1 Materialet trä
Trä som material har stora variationer i dess uppbyggnad, utseende och egenskaper. Dessa variationer kommer inte bara från olika träslag utan även från träets strukturella uppbyggnad.
Trä har en tydlig anisotrop1 uppbyggnad inte bara i uppbyggnaden som är synlig utan även på en makronivå. Trä är uppbyggt med en mängd skikt. Det första skiktet är barken. Nästa skikt är splint som ofta går att tydligt urskilja från den del som följer som kallas kärnan. I mitten av ett trä löper en sista del som kallas märg. Tillväxten på ett träd sker mellan barken och splint och denna del kallas kambium (Burström, 2006).
2.2.2 Limträ
Limträ är den formen av trä som kan jämföras med stora betong- och stålkonstruktioner. Limträ är ihoplimmade trälameller med högpresterande lim som bidrar till en byggnadsteknik som ger en högre hållfasthet på detta kombinerade material i jämförelse med en massiv träkropp i samma dimensioner. Limträkomponenter är den form av träkomponenter som är störst. De kan sträcka sig över stora spännvidder, klarar av stora belastningar i förhållande till sin vikt om det jämförs med betong och stål som nyttjas i liknande användning (Svenskt Trä, 2020).
1 Anisotrop material har olika egenskaper i olika riktningar.
9
2.2.2 Återanvända trä
När det kommer till återanvändning av träkomponenter från en byggnad ligger stor vikt vid att materialet är i ett tillräckligt bra skick så att återanvändning är möjlig. De delar som inte kan återanvändas går att förbränna för energiutvinning. Virke som är i bra skick går enkelt att
återanvända efter det har rensats, spikar och skruvar avlägsnats och mått har tagits (Tam & Tam, 2006).
Limträ tillverkas ofta efter beställning vilket gör att de vanliga spillvirket som förekommer i användandet av trä på arbetsplatser ofta inte finns. Det läggs därför inte något stort fokus på återvinningen av limträ men potentialen att återanvända limträ är stor vilket borde nyttjas under dekonstruktion och rivning av materialet (TräGuiden, 2020).
Vid återanvändning av virke från byggnader är det största hindret skador på virket. Skadorna kan delas upp i tre olika kategorier. Den första kategorin är skador som kommer från byggprocessen.
Dessa skador kan vara spik- och skruvhål, avsågning och skåror. Denna typ av skador är
oundvikliga vid de vanligaste konstruktionerna. Nästa kategori av skador är skador som orsakas under byggnadens livslängd. Skador som kan uppkomma då går ofta att förebygga. Dessa skador kan vara skador från ohyra eller fukt- och rötskador. Den sista kategorin av skador är skador som uppkommer vid rivning av en byggnad. Denna typ av skador kan förebyggas med varsam
dekonstruktion (Falk, Devisser & Cook, 1999).
2.2.3 Kaskadmodell
Med byggnadskomponenter av trä passar det inte helt att beskriva dess livscykel med en cirkulär modell. När det kommer till trä kan dess livscykel istället beskrivas med en kaskadmodell.
Denna modell beskriver trädets livscykel som en trappa (Figur 4) där det första steget är
komponenter av massivträ och det sista är att använda trä till energiutvinning. Om denna modell tillämpas på byggnader ska trä först användas till stora komponenter som balkar. Nästa steg för materialet ska vara i byggkomponenter med mindre dimensioner, exempelvis reglar. Dessa mindre komponenter kan sedan flisas och användas till exempel så som träfiberplattor. Och det sista steget är att trä användas som energibärare. Detta ska då göras istället för att trä redan efter första steget används som en energibärare (Höglmeier, Weder-Blaschke & Richer, 2013).
En viktig faktor vid återanvändning och främst återvinning av trä är kvaliteten på fibrerna i trä.
Vid återvinning av trä försämras kvaliteten på fibrerna, de blir kortare och fiberstyrkan minskar (Yang & Berglund, 2019). Dessa faktorer bidrar till hur många gånger trä går att återvinna enligt kaskadmodellen.
10
Figur 4: Kaskadmodell för trä baserat på (Höglmeier et al., 2013)
2.3 Bidragande faktorer vid återanvändning och återvinning
Inom ämnet återanvändning och återvinning finns det yttre faktorer som påverkar hur avfall hanteras. Vid diskussion om återanvändning och återvinning är det viktigt att känna till dessa delar. Inför framtidens hantering av avfall har förändring inom dessa områden en betydande påverkan på framtida avfall ska hanteras.
2.3.1 Återvinningscentraler i Sverige
Årligen genereras 9 miljoner ton icke-farligt avfall från bygg- och rivningssektorn runt om i Sverige. Materialet är i användbart skick som skulle kunna användas till återanvändning. Men så är inte fallet då endast ungefär tio ton byggnads- och rivningsmaterial återanvänds i sin
producerade användningsform. Det finns många anledningar och spekulationer till varför återanvändningsgraden inte sker i den mån som är möjlig. Skulle återanvändningen i
byggnations- och rivningsskedet ske i högre grad av företagen krävs en dyrare rivningsprocess vilket bidrar till att noggrann återvinning av byggnadsmaterial inte genomförs (Almasi, Miliute- Plepine & Fråne, 2018).
För att utveckla återanvändandet av material i svenska kommuner måste det först och främst finnas personal med kunskap om återanvändning och vad som kan återanvändas. Det är främst det som gör att en återanvändningsavdelning är svår att driva. Det finns väldigt mycket
användbart material på återvinningscentraler runt om i Sverige men det finns inte den kunskap hos personalen för vad som går att återanvända och centralerna är heller inte utformade för att ta hand om denna mängd material (Almasi et al., 2018).
I en rapport från IVL Svenska Miljöinstitutet tas ett antal intervjuer upp med personer som är insatta och arbetar inom återvinningsbranschen. Det är främst personer kopplade till
återvinningsstationer och anläggningar som svarade på undersökningen och dessa aktörer är väldigt eniga. De beskriver hur rivningsmaterial som kommer in på återvinningscentralerna sällan kommer in helt källsorterat. Troligen för att källsorteringen inte genomfördes när avfallet uppkommit och då blir det i sin tur svårt att sortera materialet på återvinningscentralerna och återvinna det till sin fulla potential (Almasi et al., 2018).
11
Aktörerna kommenterar även hur de ser en fortsatt tendens till övertryck på de
återvinningscentralerna i större städer. Där har de en sämre kvalité på källsorteringen, men en motsatt effekt finns på återvinningscentralerna utanför städerna där de har en högre kvalité på källsorteringen (Almasi et al., 2018). Detta tyder på personalbrist eller för få
återvinningscentraler i tätorter.
2.3.2 Lagar som behandlar avfall
De lagar som styr hantering av avfall finns i Miljöbalken och Plan- och Bygglagen. Utöver lagarna finns även rekommendationer om hur avfall ska hanteras men dessa är inte lagar. Det som ska utföras enligt lag är först en ansökan om rivningslov. Ett rivningslov krävs när en byggnad ska rivas eller delar av en byggnad ska rivas. Bygglov krävs när en byggnad står inom ett område med detaljplan, om kommunen inte har bestämt något annat. Det kan även krävas ett rivningslov utanför detaljplanens område om kommunen beslutat det.
Plan- och bygglagen (2010:900)
9 kap 10 § Det krävs rivningslov för att riva en byggnad eller en del av en byggnad
1. inom ett område med detaljplan, om kommunen inte har bestämt något annat i planen, och 2. utanför ett område med detaljplan, om kommunen i områdesbestämmelser har bestämt att ett rivningslov krävs.
Till varje rivningsprojekt ska byggherren se till så att det finns en plan för kontroll av
rivningsåtgärder. Denna kontrollplan ska innehålla 6 olika uppgifter om rivningsåtgärden. Två av dessa uppgifter som kontrollplanen ska innehålla är vilket farligt avfall som rivningsåtgärden kan ge upphov till, och hur farligt avfall och annat avfall ska tas om hand.
Plan- och bygglagen (2010:900)
10 kap 6 § Byggherren ska se till att det finns en plan för kontrollen av en bygg- eller rivningsåtgärd som avses i 3 § (kontrollplan) med uppgifter om
1. vilka kontroller som ska göras och vad kontrollerna ska avse, 2. vem som ska göra kontrollerna,
3. vilka anmälningar som ska göras till byggnadsnämnden,
4. vilka arbetsplatsbesök som byggnadsnämnden bör göra och när besöken bör ske, 5. vilket farligt avfall som rivningsåtgärder kan ge upphov till, och
6. hur farligt avfall och annat avfall ska tas om hand.
2019 kom Miljödepartementet med ett pressmeddelande att de ville införa högre krav på sortering av avfall från byggsektorn. De menade att lagar angående sortering av avfall från byggsektorn skulle bidra till lättare återanvändning och återvinning. I nuläget är det inte lagar som driver detta arbete framåt utan istället privata aktörer som har intresse för detta som arbetar fram rutiner för återanvändning och återvinning (Miljödepartementet, 2019).
2.3.3 Miljömål
Ett miljömål som Sverige har är att år 2020 ska 70 % av avfallsvikten gå till återanvändning, återvinning och annan form av materialnyttjande av icke-farligt avfall. I målet ingår sortering av avfall som en viktig del för att nå målet. Redan innan sorteringen sker bör en bättre inventering av en byggnads material och andelen återanvändbara och återvinningsbara material utredas.
12
Målet trycker även på att hantering av avfall ska finnas som ett krav redan vid upphandling.
Ansvaret ligger här på fastighetsägare och byggherrar.
Att få en bättre hantering av avfall skulle inte bara bidra till att minska avfall. Det skulle även bidra till att målen om mer hållbara städer och samhällen (Miljömål 11) och hållbar konsumtion (Miljömål 12) skulle gå lättare att uppnå. Detta skulle även bidra till målet om att bekämpa klimatförändringar (Miljömål 13).
I framtiden föreslår målet att byggnadsmaterial tillverkas på ett sätt som gör det lättare i framtiden att dekonstruera och separera så att sortering går att utöka. Detta då byggsektorn bidrar med stora mängder blandat avfall (Sveriges Miljömål, 2019).
2.3.4 Ekonomiska incitament
Företag som dagligen arbetar kring att bygga miljövänligt och hållbart står för en stor utmaning då de oftast blir motarbetade. Beräkningar på arbete inför anbud gör att priser måste pressas maximalt för att entreprenörerna ska vara handlingskraftiga. Detta kan vara ett problem då det blir kostsamt för entreprenören i längden att återanvända och återvinna material på
byggarbetsplatsen då dyrbar tid inte går till själva byggnationen. I slutändan leder detta till ett sämre hållbart byggande då miljökraven inte är utformade för att det ska bidra till återvinning av byggnadsmaterial till den mån det går att genomföras i (Nußholz, Nygaard & Milios, 2019).
2.3.4 Materialens utsläpp
Materialen i sig bär på egenskaper som kan jämföras med varandra och klargöra vilket material som är mest lönsam att användas i olika byggnadssammanhang. Egenskaperna skiljer sig mycket från varandra och bör nyttjas på olika sätt med tanke på materialens varierande klimatpåverkan.
Betong har egenskaper som nyttjas i byggnadens stomme med tanke på dess egenskaper gällande hållfasthet, beständighet oavsett klimat och dess långa livslängd utan att materialet kräver något större underhåll. Betong är den substans i världen som används mest efter vatten och utgör cirka 8 procent av världens totala koldioxidutsläpp. Mellan 1990-2013 gick mängden kg CO2/ton cement per ton producerad betong från 809 till 709 kg CO2/ton cement vilket visar på en god utveckling ur miljöperspektiv (Naturvetarna, 2014).
Tillverkning av cement kräver mycket energi att genomföra vilket bidrar med en stor energi belastning. Energin tas i användning för att upphetta kalksten vilket är det material som cement utvinns från. I denna upphettning sker en så kallad kalcinering som medför att den koldioxid kalkstenen innehåller frigörs i detta stadie av upphettningen och denna mängd motsvarar 60-65 procent av det totala koldioxidutsläppet från betong (Svensk Betong, 2020).
Trä har en betydligt lägre klimatpåverkan på grund av att träd binder koldioxid under hela dess livslängd. Ett ungt träd binder mer i jämförelse med ett äldre träd vilket börs ta i beaktning för att bindandet av kol och koldioxid skall göras effektivt. Det totala utsläppet av koldioxid är ungefär 54 miljoner ton koldioxid och av detta binder landets totala skogsyta cirka 45 miljoner
13
ton. Detta betyder att Sveriges skog tar upp 83 % av landets totala utsläpp och då är även transporter inom skogsbruket inkluderat i dessa utsläpp (Lantbrukarnas riksförbund, 2016).
Ska denna process fortsätta att utvecklas är en stor del av det att nyttja ett träds förmåga att binda koldioxid. Beroende på ett träds omgivande klimat och näringsvärde ska träd avverkas när den uppnått avverkningsmogen ålder. Tall avverkas lämpligen mellan 90-120 års ålder och en gran mellan 70-100 års ålder och avverkningen kan utföras efter en skogsbruksplan för gällande skog vilket bidrar till att utnyttja dess fulla potential. Omgivningen har stor inverkan på hur trädet växer och dess struktur. Avverkas en skog förloras en möjlig tillväxt av kapital om avverkningen genomförs både för tidigt och för sent. Får en skog växa för länge går dyrbara år bort där en ung skog hade kunnat planteras ut eftersom den andel gammal skog växer sämre med tiden och tappar förmåga till effektivt bindande av kol och koldioxid. Avverkas en skog för tidigt används inte trädets fulla kapacitet då de värdefulla timmer skogen innehåller har möjlighet att bli ännu bättre och skapa hållbar tillväxt (SCA, 2020).
14
3 Metod
Detta projekt söker att besvara frågan om hur mycket material som återanvänds ur en byggstomme samt hur mycket som går att återanvända. Vidare utreds hur mycket av återvinningspotentialen Sverige går miste om.
3.1 Litteraturstudie
Detta projekt innefattar en litteraturstudie över ämnet återanvändning och återvinning. I litteraturstudien används främst peer-reviewed artiklar men även officiella dokument från till exempel EU och Boverket har undersökts. Dessa vetenskapliga texter bygger mycket på studier från Europa, specifikt Finland och Tyskland, vilket är tänkt liknas med byggnader i Sverige.
3.2 Fallstudie
I detta projekt ingår en fallstudie på två byggnader med avseende på hur mycket av
stommaterialet som kan återanvändas. Det material som inte går att återanvändas kommer att bedömas för återvinningspotential. Fallstudien kommer att utföras på två byggnader. Den första är en villa med träkonstruktion och den andra är ett flerbostadshus med betongkonstruktion.
De två byggnaderna är teoretiskt framtagna byggnader som bygger på vad som är de
genomsnittliga svenska byggnaderna enligt undersökningen BETSI. De antogs vara byggda de åren som BETSI anger är medelåldern för de befintliga byggnaderna i Sverige. Konstruktionen för byggnaderna är antagen efter vad som var vanligt de åren som angivits enligt BETSI.
Byggnaderna kommer bedömas för hur mycket betong och virke som byggnaderna innehåller.
Det virke och den betong som ingår i stommaterialet bedöms sedan för återvinningspotential och hur mycket som är återbrukbart. Denna bedömning kommer att ske utifrån resultatet från litteraturstudien.
Resultatet från fallstudien kommer att jämföras med mängden återvunnet material i Sverige i dagsläget. Detta kommer ge en överblick över hur mycket av återvinningspotential vi går miste om i Sverige. Med hjälp av statistik från Statistiska centralbyrån kan det beräknas att det
återvanns 2 % av trä år 2016, som är det senaste året för statistik. Samma år återvanns 5,5 % av betongavfall som uppkom.
3.2.1 BETSI
BETSI är en undersökning som utfördes av Boverket där det svenska byggnadsbeståndet skulle undersökas. Den utfördes under uppvärmningssäsongen 2007-2008. Undersökningen var rikstäckande och genomfördes i landet för att få en översiktlig syn på energianvändning, teknisk kvalité och innemiljö i svenska bostäder. I BETSI finns information om de standardhus som finns i Sverige. Resultatet från BETSI presenteras nedan. (Boverket, 2006).
15
De två byggnaderna som undersöks i denna fältundersökning är följande:
Småhus med träkonstruktion:
Byggår 1957
1 12 planshus med källare
Fasad av trä
Sadeltak med betongpannor
Atemp 160 m2
Ytterväggarnas U-värde är 0.334 𝑊
𝑚2𝐾
Flerbostadshus med betongkonstruktion:
Byggår 1959
3 plan över mark med källare halvt ovan mark
Fasad av tegel eller puts
Sadeltak med betongpannor
Atemp 1426 m2
Ytterväggarnas U-värde är 0.411 𝑊
𝑚2𝐾
3.2.2 Beräkningar
Inför fallstudien utförs beräkningar för att förmedla information från BETSI till användbar information som kan användas i de teoretiska byggnaderna. Beräkningar innehåller dessa formler och användes för att uppskatta träreglarnas och lättbetongens tjocklek se bilaga A. Även en mängdning av materialen betong och trä som finns i byggnaderna. Dessa beräkningar redovisas i bilagor.
𝑅 =𝑑
𝜆 Beräknas för respektive material
Rsi + ∑Rmaterial + Rse = Rtot Alla värmemotstånd summeras 𝑈 =∑𝑅1 → 𝑈𝑉ä𝑔𝑔= 1
𝑅𝑡𝑜𝑡 Jämförs med U-värde i BETSI
Beräkningarna utförs för att kunna få fram volym och sedan vikt på materialen betong och trä.
Det utgörs av volymberäkning som följs upp av en multiplicering med materialets densitet se bilagor. Volymen på trä beräknades i längdmeter med hjälp av (Svenskt Trä, 2020) och sedan användes beräkningsverktyget (Timerpolis, 2020). Beräkningarna på byggnaderna är
uppskattningar som ska ge en överblick av hur mycket av materialen betong och trä byggnaderna innehåller. Beräkningarna utgår från informationen i BETSI.
16
Småhus se bilaga B
PLAN 1: 10 x 10 m, takhöjd 2,4 m PLAN 2: 8 x 8 m
Dimension på reglar i yttervägg: 45x95 mm, bärande vägg: 45x120 mm, längd 6 m, takstol 45x220 mm, bjälklag: 45x220 mm
Krypgrund: 10 x 10 m, betongens tjocklek: 250 mm Slutvärdet ska visas i: kg material/m2 uppvärmd golvarea.
Flerbostadshuset se bilaga C
48 x 10 m takhöjd: 2,4 m, 3 våningar och ett källarplan.
Tjocklek på betong och lättbetong i väggar 250 mm och i bjälklag 160 mm. Virke för infästning i dörr-och fönsterpartier: 45x120 mm och takstolar:45x195 mm.
Slutvärdet ska visas i: kg material/m2 uppvärmd golvarea.
3.2.3 Småhus med träkonstruktion
Den teoretiska byggnaden som undersöks är en villa på 1 ½-plan med en area på 160 kvm och ett sadeltak, detta efter BETSI. Denna byggnad är en träkonstruktion då detta var vanligast under 50-talet då den uppfördes. Träregelväggar blev vanligt under 50-talet, då vårt teoretiska hus är byggt under denna period har byggnaden träregelväggar (Stockholms Läns Museum, 2020).
Uppbyggnaden på småhusen som BETSI ansågs som standard bestod av en källargrund där källarens ytterväggar vilade på en grundsula av armerad betong. Källarväggarna byggdes upp av betonghålstensblock som slammades samt ströks med asfalt på ytan under mark. Invändigt kläddes källarrummet in med lättbetongskivor för isolerande syfte.
Tabell 1: Beräkningar enligt kapitel 3.2.2 till beräkningar för att få ut väggen uppbyggnad
Yttervägg d (m) λ R
TRÄPANEL + SPIKLÄKT + LUFTSPALT 0,2
95 mm MINERALULL + REGLAR 0,095 MIX 2,49
1 mm PLAST 0,001 0,02
13 mm GIPS 0,013 0,06
Rsi + Rse 0,17
Rtot: 2,94
U-värde: 0,340136
17
Enlig (Boverket, 2006) har det genomsnittliga småhuset en yttervägg med U-värdet 0.334 𝑚𝑊2𝐾. Denna konstruktion kan bestå med hjälp av beräkning en stående träpanel, läkt + luftspalt, vindduk, 45x95mm reglar cc 600, med mineralull, diffusionsspärr med gips men även spånskiva var vanligt förekommande under dessa år (Tabell 1). På denna yttervägg vilade en takstol med högben som gjorde det möjligt för ett plan till att vistas på. På plan två var det inte ståhöjd över hela planet vilket ger byggnaden benämningen 1 ½-plansvilla (figur 5).
Figur 5: Yttervägg för småhus i fallstudie, visat från sida och framifrån
Den mängden trä som går att återanvända ur ett träregelhus beror till stor del av hur mycket skador som finns på det virke som ingår i byggnaden. Vi antar att denna villa inte har utsatts för några skador i form av vattenläckage varken från taket eller från vattenledningar, eller i
fuktkonvektion/fuktdiffusion. I detta fall kan det antas att de mer massiva trä komponenterna går att återanvända. I denna byggnad handlar det främst om takstolar. Dessa takstolar skulle gå att direkt använda i en ny byggnad eller säljas vidare. Även reglar som är i bra skick skulle gå att återanvända på samma sätt som takstolarna. Trä komponenter som varit monterade närmare marken och på så sätt närmare fukt löper större risker för röta- och mögelskador finns det risk att de inte är i tillräckligt bra skick för att återanvändas direkt. Dessa delar kan kapas till den längd då enbart det friska trädet återstår. Efter det kan de mindre kvarstående delarna återanvändas. Detta gäller för de komponenter som löper vertikalt med byggnaden.
18
Komponenter som löper horisontellt med byggnaden nära marken finns det risk att de inte går att återanvända. Även trä komponenter som legat i kontakt med betong går troligtvis efter en byggnads livslängd inte att återanvända. Att fästa virke direkt mot eller i betong är något som utfördes förr i tiden och detta är något som gör det virket icke återanvändbart.
Det virke som inte går att användas till återanvändning för att de inte har tillräckliga dimensioner eller har för mycket hål eller andra skador/deformationer går att återvinna. Dessa delar kan flisas ner och användas i flisprodukter som till exempel spånklossar. Denna typ av återvinning ska vara andrahandsval till återanvändning av trä.
Det trä som inte återanvänds eller återvinns kommer troligtvis gå till förbränning med
energiutvinning. Denna typ av återvinning behandlas inte i denna rapport men är värt att nämna då materialet trä inte bör hamna på deponi.
Det finns möjlighet att återanvända grunden från byggnaden om den bevaras under rivning. Om byggnaden rivs med syfte att bygga en ny byggnad på befintlig plats kan grunden återanvändas.
Det finns även möjlighet att återvinna betongelement ur grunden. Betongen kan då krossas och återanvändas som beskrivits i kapitel 2.1.3. återvinning av betong.
3.2.4 Flerbostadshus med betongkonstruktion
Lättbetong hade benämningen gasbetong innan det övergick till de förstnämnda. Redan på 1930- talet började det ersätta tegel i fasadmurarna. Men det var främst efter krigets slut då
användandet av lättbetongen tog fart när bostadsproduktionen ökade markant. Lättbetongens framställning var en svensk specialitet inom industrin. Den låga volymvikten 0,5-0,7 𝑑𝑚𝑘𝑔3 i kombination med goda värmeledningsförmågan gjorde det till ett konkurrenskraftigt material för lättegel som hade volymvikten på 1,6 𝑘𝑔
𝑑𝑚3 som tog längre tid att mura.
Det genomsnittliga U-värdet från BETSI användes tillsammans med beräkningarna från kapitel 2.4 beräkningar för att få veta hur väggarna var byggda (Tabell 2).
19
Tabell 2: Beräkningar enligt kapitel 3.2.2 till beräkningar för att få ut väggen uppbyggnad för flerbostadshus
Yttervägg d (m) λ R
20 mm SPRITPUTS 0,02 1 2,113333
250 mm LÄTTBETONGBLOCK 0,25 0,12 2,083333
10 mm SLÄTPUTS 0,01 1 0,01
Rsi + Rse 0,17
Rtot: 2,293333
U-
värde: 0,436047
Denna typ av flerbostadshus hade sin tid på 50- och 60-talet då flest hus i denna form byggdes.
Utformningen angående anslutningar och byggnadsteknik varierade en aning. Grunden byggdes med halv källare ovan mark med platta på mark under marken se Figur 6. Stommens
byggnadsmaterial var i vanligaste fall av betong i hjärtvägg och bjälklag i kombination med lättbetongblock i ytterväggar med tanke på dess egenskaper som bärförmåga och
värmeledningsförmåga. Fasaden var varierande mellan tegel med luftspalt eller puts direkt på lättbetongen. Båda fasadmaterialen var vanligt förekommande på denna sorts byggnader under 50- och 60-talet se Figur 7. Den avslutande takkonstruktionen var ett sadeltak med takstol uppburen med triangelstöd. Triangelspetsen vilade på bjälklaget ovan hjärtväggen se Figur 7 och vindsutrymmet blev därför svåråtkomligt. Detta orsakade även svårigheter till att komma åt kutterspån och koksaska som ofta användes i det isolerande skiktet. Ovanpå detta lades råspont med ströläkt, bärläkt och slutligen tegeltakpannor (vilket förmodligen har utbytts till
betongtakpannor) (Boverket, 2006); (Björk, Kallstenius & Reppen, 2008). Fönster och dörrpartier kombinerades med reglar för att minska tjockleken på ytterväggen och samtidigt underlätta installation av radiator för att undvika kallras. Isoleringen bestod av partier av mineralull och därefter plastfolie med gips på insidan (Cehlin, Akander & Persson, 2012).
20 Figur 6: Förklarande bild över grund
Figur 7: Förklarande bild över flerbostadshus med betong konstruktion
Denna byggnad antas inte ha genomgått någon stor skada under dess livslängd. Ingen vattenskada har inträffat varken genom taket eller från vattenledningar.
Återanvändning av betong är något som bör prioriteras. I en byggnad som är platsgjuten kan detta vara en svår process. Ett annat alternativ av återanvändning är att om en ny byggnad ska uppföras på den befintliga byggnadens plats kan den nya byggnaden projekteras på ett sätt som gör det möjligt att bevara delar av den befintliga betongstommen. Betong som byggnadsmaterial har en, jämfört med andra byggmaterial, lång livslängd. Detta gör det möjligt att återanvända betong utan att mista dess kvalité med ålder.
21
Den betong som finns i ett flerbostadshus går vanligen att återvinna. Om betongen sorteras ut från det andra avfallet som bildas vid en rivning kan betongen krossas och återvinnas som beskrivs i kapitlet 2.1.3 återvinning av betong.
Takstolarna i trä i byggnaden bör gå att återanvända i samma syfte som tidigare i ett nytt projekt.
Detta med förutsättningarna att de inte tagit skada under byggnadens livslängd.
Träkomponenterna i byggnaden bör följa kaskadmodellen från kapitel 2.2.3 kaskadmodell.
22
4 Resultat
Här presenteras de resultat som kan tydas från både litteraturstudien och fallstudien.
4.1 Litteraturstudie
Resultatet av litteraturstudien tyder på att allt betong och trä i första steget går att återanvända eller återvinna, med undantag för material med skador eller angrepp.
Återvinning av betong går att genomföra och genomförs till stor utsträckning i dagsläget, därimot går det mesta av återvunnet betong till utfyllnadsmaterial vid markarbete.
Återanvändning av betong är lite svårare att genomföra då det kräver mer tid och kunskap.
Betong återanvänds i dagsläget inte i någon stor utsträckning, men möjligheten och tekniken för återanvändning finns. Den främsta möjligheten för återanvändning av betong är att anpassa en ny byggnad till en befintlig betongstomme. Detta gör att materialet återanvänds i det skick de förekommer i och utsläpp skapat av rivning och transporter undviks.
Prefabelement som dekonstrueras från en byggnad och sedan anpassas till att återanvändas i en ny byggnad är ett annat alternativ till återanvändning av betong. Den belastning av koldioxid som sker vid denna process är dekonstruktion, transport och montering på ny arbetsplats av de prefabricerade elementen. Återanvändning övergår sedan till återvinning av betong där
materialet används i ny form. Nyttjas inte materialet i dess gjutna skick anses det genomgått en process till återvinningsstadiet. Då krossas betongen för möjlighet till användning som ny ballast eller olika typer av fyllnadsmaterial.
Trä går att återanvända och återvinna i olika stadier efter kaskadmodellen. Vid återanvändning och återvinning av träkomponenter övergår det från stora massiva konstruktionsdelar till mindre delar och sedan till flisade materialkomponenter. Om en byggnadsdel i trä inte på något sätt är skadat finns det goda möjligheter att återanvända det till samma funktion som det innan har använts till. Alla byggnadsdelar i trä kan anpassas för att kunna användas i liknande syfte eller omformas till mindre komponenter. Limträ som är ihoplimmade trälameller har en högre hållfasthet i jämförelse med ett massivt trä i samma dimensioner. Med denna teknik möjliggörs det att bygga konstruktionsmaterial av trä i större utsträckning än om endast naturlig förekomst av trä skulle nyttjas. Limträet är oftast också behandlad efter den miljön som de ska befinnas i vilket gör att det är skyddat mot dess omgivande klimat och kan därför återanvändas i senare skede. Takbalkar och även virke i bjälklag kan om de inte är utsatta för någon viss skada användas för att bära upp jämlik last eller brukas för lägre laster. Väggreglar kan nyttjas i liknande syfte om det exempelvis varit en bärande vägg eller användas i mindre belastade väggar eller fackväggar om hållfastheten har varit en viktig faktor och materialet tagit skada av spik- och skruvhål. Detta följer kaskadmodellen som är uppbyggd i form av en trappa (enligt kap 2.2.3 kaskadmodellen). Det som begränsar träs återvinningspotential är dess kvalitet vid slutet av en byggnads livslängd. I kvalitén av trä ingår träets struktur där sprickbildning och kantskador inkluderas. Om träet blivit utsatt av röta, mögelangrepp, insektsangrepp eller om skador uppkommit beroende på konstruktionens ingrepp av olika infästningar. Trä som är ett organiskt material löper större risk än betong gör att vara skadat i så stor mängd att det inte är
23
återanvändningsbart. I dagens läge används organiska material som trä främst till förbränning med energiutvinning och försök till att förlänga dess livslängd prioriteras inte.
Resultatet från de två fallstudierna visar på att de båda materialen har goda förutsättningar för att inte hamna på deponi. Materialet betong som har en längre livslängd än materialet trä kan prioriteras att återanvändas eller om detta inte är möjligt att återvinnas. Betong kan följa ett cirkulärt kretslopp och detta kan bevaras så länge som möjligt då detta bidrar till att mindre mängd ny betong behöver skapas.
Materialet trä är ett organiskt material och har på grund av det en kortare livslängd är materialet betong. Trä kan inte på samma sätt följa ett cirkulärt kretslopp utan kan prioriteras efter
kaskadmodellen som beskrivs i kapitel 2.2.3 kaskadmodellen.
4.2 Resultat från Fallstudie 4.2.1 Resultat från småhus
Fallstudien visar på att framför allt förekommer betongen i markkonstruktioner i småhus.
Betongen i småhus är något svårare att återanvända om det jämförs med betongen i
flerbostadshus. Detta beror på att den inte går att dekonstrueras på samma sätt som betong i ett flerbostadshus. Betongen i ett småhus är oftast platsgjuten och då blir följderna att om betongen ska återanvändas bör det ske på samma plats som byggnaden är uppförd.
Resultatet från fallstudien av ett svenskt standardhus med träkonstruktion visar på att mycket av materialet går att återvinnas enligt kaskadmodellen (kapitel 2.2.3 kaskadmodellen) i en ny byggnad istället för att direkt gå till förbränning med energiutvinning.
Mängdning har jämförts med hur mycket av materialet som återvinns i ett stapeldiagram, se figur 8, där kg/kvm är mängden material per kvadratmeter uppvärmd golvarea som byggnaden innehåller och procenten är hur mycket som återanvändes av det materialet år 2016.
Figur 8: Stapeldiagram över material i småhus
24
4.2.2 Resultat från flerbostadshus
Betongen i flerbostadshus har fler möjligheter efter byggnadens livslängd hur den ska hanteras.
Betongstommen kan bland annat användas i samma form som den ursprungliga byggnaden.
Detta om en ny byggnads ska byggas på samma plats som den originella befintliga byggnaden.
De träkomponenter som ett flerbostadshus innehåller såsom takstolar är ofta tillräckligt stora så att de går att antingen återanvända i befintligt skick, annars följa kaskadmodellen (kapitel 2.2.3 kaskadmodellen) där de används i mindre komponenter.
Mängdning har jämförts med hur mycket av materialet som återvinns i ett stapeldiagram se figur 9 där kg/kvm är mängden material per kvadratmeter uppvärmd golvarea som byggnaden innehåller och procenten är hur mycket som återanvändes av det materialet år 2016.
Figur 9: Stapeldiagram över material i flerbostadshus
25
5 Diskussion
I detta kapitel diskuteras återanvändning och återvinning ur olika vinklar. Även framtiden för återanvändning och återvinning diskuteras och våra rekommendationer framförs. De resultat som fallstudien resulterade i tolkas och jämförs med vad som händer i dagsläge angående återanvändning och återvinning.
5.1 Fallstudie
Jämförelsen av material som fanns i byggnaderna och hur mycket som återvanns år 2016 visar tydligt att det är en stor andel material som inte utnyttjas till dess fulla potential.
Fallstudien visar på att mycket av det trä som går direkt till förbränning med energiutvinning kan återanvändas och följa kaskadmodellen (kapitel 2.2.3 kaskadmodellen). Det enda som begränsar mängden trä som går att återanvända är mängden skador på virket. Detta är enligt oss en stor förlust och något som borde förbättras i framtiden. Även om trä är ett miljövänligare
byggnadsmaterial i jämförelse med många material som används bör dess livslängd bevaras så länge som möjligt speciellt med tanke på att den lagrar koldioxid tills den eldas upp eller ruttnar/förmultnar
Återanvändning av byggnadsmaterial är extremt beroende av vad som hänt i byggnaden under dess livslängd. Skador som fuktskador, bränder och rötangrepp påverkar till stor grad hur mycket av byggnadsmaterialet som går att återanvända. Om ett flerbostadshus rivs med avsikt att bygga en ny byggnad på samma plats går det att bevara mycket av den befintliga stommen.
Denna teknik kan vara mer krävande i planeringsstadiet men minskar klimatpåverkan från betongen i byggnaden. Denna teknik kan även spara en del kostnader för byggnaden. Att återanvända byggstommen från en befintlig byggnad bidrar även till att rivningsprocessen för byggnaden tar längre tid då den ska genomföras med viss aktsamhet. Detta tillsammans med en annorlunda och möjligen förlängd planering kan vara bidragande faktorer till varför detta inte utförs i någon stor utsträckning i dagsläget.
Betong som material återvinns i större utsträckning än materialet trä. Detta är en stor brist i dagslägets rutiner. Trä som är ett mycket mer miljövänligt material än många andra
byggnadsmaterial behandlas inte med lika mycket varsamhet som många andra. Den stora bristen tror vi ligger i hur de två materialen beaktas. Om inställningen redan från början av ett bygge är att möjligheten för återanvändning av trä ska finnas kanske trä hade behandlats med mer varsamhet.
5.2 Varför ska materialen återanvändas?
Även om betong redan återvinns i stor utsträckning redan idag går det alltid att förbättra denna process. För betongen sker största delen av koldioxidutsläppet i början av sin uppkomst. Mellan 60-65 procent sker redan i kalcineringen av kalkstenen där den värms upp till så pass hög grad att koldioxiden frigörs och kalkstenen övergår till pulverform d.v.s. cement. Framförliggande utsläpp utgörs av kross till eventuell ballast och transporter av betongen till byggnadsprojekt.
När betongen väl är på plats efter montage har mängden nya utsläpp trappat ner. Detta tills att
26
betongen ska dekonstrueras eller rivas, då krävande energi behövs för den vikt betong har. Det är i detta skede viktiga att ta vara på de överblivna material som kan användas för att undvika att behöva genomgå kalcineringsprocessen för en jungfrubetong.
När betong återvinns ändras dess egenskaper, vilket beskrivs i kapitel 2.1.4 kvalité på RAC.
Detta är en annan anledning att förespråka återanvändning före återvinning av betong. Även om denna kvalitetsförändring i form av sämre hållfasthet går att motverka genom att blanda i olika medel i betongen medför detta att återvinning är ett sämre alternativ till återanvändning. Även dessa medel har en viss miljöpåverkan och betongen ska även krossas för att sedan återvinnas som också medför en negativ påverkan på miljön. Ur miljösynpunkt kan det bättre alternativet vid återvinning av betong vara att använda den krossade betongen i dess krossade form istället för att använda det i ny betong.
Trä har ett klimatavtryck som blir omvänt i jämförelse med betong. Trä binder stora mängder kol och koldioxid i förhållande till sin vikt. Detta sker som nämnt i kapitel 2.3.4 materialens utsläpp effektivt under hela tiden ett träd växer och trappar av när trädet kommer över mogen ålder och börjar bli gammalt. I detta skede är det mest lönsamt för en skogsägare och för naturen att avverka. Virket som uppkommer behåller detta kol och koldioxid fram tills materialet bryts ner vilket inom återvinningssektorn är när träet förbränns. Förbränns materialet så frigörs även mängden koldioxid som materialet innehåller. Bara att behålla en träkomponent inom livscykeln och förlänga livslängden ett steg till gör skillnad angående mängden utsläppt koldioxid.
5.3 Hinder och rekommendationer vid återanvändning av betong Återanvändning av betongkomponenter kan göras på flera olika sätt. Det som har störst potential i framtiden är att återanvända prefabelement. Anledningen till att inte detta redan utförs är främst att rivningen av en byggnad blir dyrare då det inte blir en traditionell rivning utan mer en dekonstruktion av en byggnad. Bristen på kunskap om möjligheten till
dekonstruktion och återanvändning utgör också ett stort hinder för att driva detta framåt. En lösning för att underlätta återanvändning av delar ur en byggnad är att implementera en standard för prefabricerade betongelement. Detta skulle göra det möjligt att kombinera återanvända prefabelement från olika byggnader. Även arkitekter och ingenjörer bör designa byggnader med mer fokus på dess eventuella rivning. Återanvändning av betongdelar bygger mycket på att planera för återanvändning och dekonstruktion redan vid planerandet att bygga byggnaden. Det faktum att denna typ av planering sällan utförs är troligen det största problemet för att
implementera återanvändning av byggnadskomponenter överlag. Anledningen till att denna typ av planering inte utförs har inte undersökts i denna rapport. Vår teori kring detta är främst normer som finns i dagens arbetsmarknad. Marknaden för byggnader bygger mycket på
ekonomisk vinning. Den vinst som går att göra på en byggnad ska främst betalas ut så tidigt som möjligt vilket bidrar till att byggnader inte designas för dekonstruktion. Med byggnader
designade för dekonstruktion kan byggnaden bli dyrare att bygga och den vinning som kan tjänas på detta betalas inte ut förrän flera år in i framtiden. Dessa normer bidrar till en brist på kunskap
