Examensarbete, 15 hp
Högskoleingenjörsprogrammet i Byggteknik, 180 hp Vt 2021
Hållbart byggande i projekteringsskedet
Byggnadskonstruktörens utmaningar och möjligheter att minska klimatpåverkan i projektering
Sustainable construction in the project planning
A structural engineer’s challenges and opportunities to reduce the carbon footprint in the project planning.
Linnéa Östman
Sammanfattning
Sveriges långsiktiga klimatmål är att nettoutsläppen av växthusgaser ska vara noll senast år 2045. Bygg- och fastighetssektorn står idag för stora delar av Sveriges totala utsläpp av växthusgaser och för att nå klimatmålet krävs en ökad medvetenhet och att samtliga aktörer inom byggbranschen är involverade i arbetet för att minska klimatpåverkan från
byggprocessen.
Tidigt i projekt är möjligheterna som störst att göra förändringar med hänsyn till utformning och materialval och här har konstruktören möjlighet att väga stommens funktion mot dess klimatpåverkan och på så sätt minska klimatavtrycket tidigt i processen. Med anledning av detta är syftet med denna studie att synliggöra hur en konstruktör kan vara med och bidra till ett mer hållbart byggande, framför allt i form av minskade utsläpp av växthusgaser, i
byggprocessen.
För att skapa en uppfattning om hur konstruktörer ser på delar av deras dagliga
hållbarhetsarbete genomförs en enkätundersökning med konstruktörer på WSP Sverige AB.
Utöver detta tillämpas även två klimatberäkningsverktyg, Klimatdata light och One Click LCA för att utvärdera materialval i en byggnads klimatskal, med hänsyn till klimatpåverkan.
Studien visar att den främsta utmaningen för konstruktörer att främja ett mer hållbart
byggande, med hänsyn till minskad klimatpåverkan, är att de kommer in för sent i projekt då många betydelsefulla materialval redan blivit fastställda. Stort fokus anses även ligga på beställaren och dennes ambitionsnivå kring miljöaspekter i projekten. Konstruktörens främsta möjlighet att påverka en byggnads klimatavtryck bedöms framför allt ligga i arbetet med att optimera konstruktionen sett till val av dimensioner och hållfasthetsklasser.
Tillämpningen av klimatberäkningsverktygen genererar ett uppskattat värde för utsläpp av växthusgaser för den analyserade byggnaden utifrån tre olika modeller med varierande materialval. Beräkningarna visar att valet av materialens hållfasthetsklass, klimatdata och användandet av klimatförbättrade produkter påverkar byggnadens klimatavtryck. Vidare bedöms trä vara ett bättre materialval sett till utsläpp av växthusgaser, i förhållande till betong, men aktuella beräkningar bör endast ses som en uppskattning och ett underlag för fortsatt projektering då beräkningarna genomförs i ett tidigt skede i projekteringsprocessen.
Studien visar att det finns väldigt många aspekter att beakta när det kommer till hållbart byggande och att en minskad klimatpåverkan endast är en liten del av definitionen. En samlad kunskap genom hela byggprocessen krävs för ett lyckat hållbarhetsarbete där fokus bör riktas mot att tänka långsiktigt och se till hela byggnadens livslängd. Medvetna och väl genomtänkta materialval ger förutsättningar för en minskad klimatpåverkan men konstruktörer styrs i stor mån av beställarens ambitioner och krav. För minskade utsläpp krävs åtgärder tillsammans med ett ökat kravställande där kommande lag om klimatdeklarationer och aktuella
miljöcertifieringar ses som en drivkraft i utveckling mot ett mer hållbart byggande.
Abstract
Sweden's long-term climate target is that the net greenhouse gas emissions should be zero by 2045. The construction- and real estate sector currently accounts for a large percentage of Sweden's total greenhouse gas emissions and achieving the climate target requires increased knowledge, awareness and that all actors in the construction industry are involved in the work to reduce the climate impact from the construction process.
In the early stage of the project planning, the possibilities are greater to make changes
regarding design and material selections where the structural engineer can weigh the function of the buildings frame against its climate impact and thus reduce the carbon footprint early in the process. As a result, the purpose of this study is to enlighten how a structural engineer can contribute to more sustainable constructions, especially in the form of reduced greenhouse gas emissions, in the construction process.
To get an idea of how structural engineers see their daily work for more sustainable solutions, a survey is conducted at WSP Sweden AB. In addition to this, two climate calculation tools, Klimatdata light and One Click LCA, are used to evaluate material selection in a building's climate shell, regarding climate impact.
The study shows that the main challenge for structural engineers to promote more sustainable construction, with focus on reduced climate impact, is that they are included too late in projects when many important material choices have already been established. A great focus is also considered to be on the client and his level of ambition for environmental aspects of the projects. The structural engineer’s main ability to influence a building's carbon footprint is primarily considered to be in the work of optimizing construction in terms of dimensions and choice of material quality.
The application of the climate calculation tools generates an estimated value for greenhouse gas emissions for the analyzed building based on three different models with varying material choices. The calculations show that the choice of material quality, climate data and the use of climate-enhanced products affect the building's carbon footprint. Furthermore, wood is considered to be a better choice of material in terms of greenhouse gas emissions, in relation to concrete, but current calculations should only be seen as an estimate and a basis for further design since the calculations are carried out at an early stage in the project planning.
The study shows that there are many aspects to consider when it comes to sustainable construction and that a reduced climate impact is only a small part of the definition. A
combined knowledge throughout the building process is required for successful sustainability work where the focus should be on long-term thinking and looking at the building’s entire lifecycle. Conscious and well-thought-out material choices provide the conditions for a
reduced climate impact, but structural engineers are often limited by the client's ambitions and requirements. Reducing emissions requires actions together with increased requirements, where future legislation on climate declarations and current environmental certifications is seen as a driving force in the progress for more sustainable constructions.
Förord
Detta examensarbete avslutar min utbildning vid Umeå Universitet på
högskoleingenjörsprogrammet i byggteknik, 180 högskolepoäng. Examensarbetet omfattar 15 högskolepoäng och har genomförts i samarbete med WSP Sverige AB i Örnsköldsvik.
Jag vill tacka Linda Flygare och Magnus Gestrin på WSP för vägledning och stöd under arbetets gång. Jag vill även tacka Fredrik Häggström på Umeå Universitet för all hjälp och rådgivning. Slutligen vill jag tacka alla som tagit sig tid och besvarat mina frågor i
enkätundersökningen.
Tack!
Umeå, juni 2021
Linnéa Östman
Begreppsförklaring
BTA - Bruttoarea
BIM – Building Information Modeling CO2-e – Koldioxidekvivalenter
EN – Europeisk Standard
EPD – Environmental Product Declaration GWP100 – Global Warming Potential
ISO – International Organization for Standardization LCA – Life Cycle Assessment/ Livscykelanalys SS – Svensk Standard
Innehållsförteckning
1. Inledning 1
1.1 Problembeskrivning 1
1.2 Företagspresentation, WSP Sverige AB 2
1.3 Syfte och mål 2
1.3.1 Frågeställningar 2
1.4 Avgränsningar 3
2 Litteraturstudie 4
2.1 Hållbarhet 4
2.1.1 Hållbarhetsmål 5
2.1.2 Hållbart byggande 6
2.2 Livscykelanalys (LCA) 7
2.2.1 Ramverk för LCA 8
2.2.2 LCA i tidigt skede 9
2.2.3 Klimatdeklaration 10
2.3 Miljöcertifieringssystem 10
2.3.1 Miljöbyggnad 11
2.3.2 BREEAM 11
2.3.3 Leed 11
2.3.4 NollCO2 12
2.4 Projekteringsprocessen 12
2.4.1 Konstruktörens roll 12
2.4.2 Stommaterial 13
3 Metod/Genomförande 16
3.1 Metodval 16
3.2 Litteraturstudie 17
3.3 Enkätundersökning 17
3.4 Klimatberäkningar 17
3.4.2 Klimatdata light 19
3.4.3 One Click LCA 20
4 Resultat 22
4.1 Kartläggning av utmaningar och förbättringsmöjligheter 22
4.2. Jämförelse av materialval 25
4.2.1 Klimatdata light 25
4.2.2 One Click LCA 26
5 Diskussion 28
5.1 Kartläggning av utmaningar och möjligheter 28
5.2 Jämförelse av materialval 29
5.2.1 Utvärdering av klimatberäkningsverktyg 30
6 Slutsatser 32
6.1 Förslag till fortsatta studier 33
7 Referenser 34
Bilagor i
Bilaga 1 - Enkätutformning med följebrev och samtliga frågor i
Bilaga 2 - Svar från enkätundersökningen i sin helhet iv
Bilaga 3 - Förutsättningar i form av dimensioner och materialegenskaper vid modellering i Tekla
Structures xii
Bilaga 4 - Sammanställning av klimatdata använd i One Click LCA. xiii
1
1. Inledning
Klimatet är idag en stor debatterad fråga då jordens yta under de tre senaste decennierna blivit allt varmare. 2016 var det varmaste året någonsin och fortsatta temperaturökningar förväntas leda till katastrofala följder i form av smältande glaciärer, förhöjda havsnivåer och extrema väderförhållanden (WWF 2020a).
Koldioxidutsläpp ligger till stor del bakom den förstärkta växthuseffekten och genereras framför allt av fossila bränslen som står för majoriteten av världens energiförbrukning (WWF 2020b). Koldioxid stannar kvar i atmosfären under flera hundra år vilket innebär att vi under lång tid framöver behöver minska koldioxidutsläppen för att undvika förödande
temperaturökningar (Bokalders och Block 2014). Världens globala mål är att hålla
temperaturökningen under 2◦C vilket tillåter utsläpp av 1 ton koldioxid per person och år. Idag släpper varje svensk medborgare ut motsvarande 7–11 ton koldioxid per person och år (ibid).
Miljön och klimatet är en stor del av det hållbarhetstänk som idag präglar samhällets utveckling. Hållbar utveckling bottnar i tre centrala aspekter, social-, ekonomisk-, och ekologisk hållbarhet där bygg- och anläggningssektorn har en betydande roll för den ekologiska hållbarheten.
Tidigare har stort fokus varit att minska utsläppen i driftsskedet för byggnader men då utvecklingen och striktare krav på energihushållningen resulterat i mer effektiv
energianvändning riktas nu intresset mot byggskedet och tillverkningen av byggprodukter med tillhörande transporter (Adolfsson et al. 2015).
Under projekteringsprocessen fastställs bland annat en byggnads utformning, dess
funktionalitet, inbyggda material och stomsystem och här finns stora möjligheter att begränsa projektets klimatpåverkan. Enligt Boverket (2021d) finns dock ett tydligt behov av en ökad medvetenhet om den betydelse olika val i byggskedet har för miljön, samtidigt som det finns en obalans av information mellan branschens aktörer.
1.1 Problembeskrivning
Bygg- och fastighetssektorn stod år 2018 för cirka 20 % av Sveriges totala utsläpp av växthusgaser och bidrar även, på grund av import, till stora utsläpp utomlands (Boverket 2021a). Då Sveriges långsiktiga klimatmål är att nettoutsläppen ska vara noll senast år 2045 ställer detta stora krav på byggbranschen och dess aktörer (Regeringen 2017).
För att uppnå Sveriges klimatmål krävs en ökad kunskap, medvetenhet och att samtliga aktörer inom byggbranschen är involverade i arbetet för att minska klimatpåverkan från hela byggprocessen. Tidigt i projekt är möjligheterna som störst att göra förändringar med hänsyn till utformning och materialval och här har konstruktören möjlighet att väga stommens funktion mot dess klimatpåverkan och på så sätt minska klimatavtrycket tidigt i processen.
WSP, som detta arbete genomförts i samarbete med, strävar efter att ha en central roll för utvecklingen av hållbara samhällen och att vara ledande i branschen när det kommer till att minska klimatpåverkan i sina uppdrag. Med anledning av detta utreds de utmaningar och
2
möjligheter en konstruktör har att påverka klimatavtrycket redan i projekteringsskedet samt vilka verktyg som idag finns tillgängliga.
1.2 Företagspresentation, WSP Sverige AB
WSP Sverige AB är ett teknikkonsultföretag som har sin grund i Jacobson & Widmark som 1938 bildades i Stockholm. WSP är idag ett av de största teknikkonsultbolagen i världen med kontor i nästan alla världsdelar.
WSP Sverige AB är uppdelat i sju affärsområden, advisory, bro och vattenbyggnad,
byggprojektering, environmental, management, samhällsbyggnad och systems, se figur 1.1.
Figur 1.1. Schematisk bild över WSP:s organisation
1.3 Syfte och mål
Syftet är att synliggöra hur en konstruktör kan vara med och bidra till ett mer hållbart byggande, framför allt i form av minskade utsläpp av växthusgaser, i byggprocessen.
Målsättningen är dels att kartlägga vilka utmaningar och förbättringsmöjligheter som finns i en konstruktörs hållbarhetsarbete, men även att med hjälp av olika klimatberäkningsverktyg analysera en befintlig byggnad för att se hur mycket konstruktörer kan påverka
miljöbelastningen i ett tidigt skede.
1.3.1 Frågeställningar
Utifrån givet syfte har följande frågeställningar formulerats:
● Vilka utmaningar och möjligheter finns det som konstruktör att främja ett hållbart byggande?
● Vilka verktyg och metoder finns tillgängliga för konstruktörer för att analysera aspekter inom hållbart byggande?
● Kan klimatberäkningsverktyg hjälpa konstruktörer att främja ett hållbart byggande, i form av minskade utsläpp av växthusgaser, redan i projekteringsfasen?
W S P G lo ba l
WSP Svergie AB
Advisory Bro &
vattenbyggnad Byggprojektering
Environmental
Management
Samhällsbyggnad
Systems
3
1.4 Avgränsningar
Arbetet är avgränsat till WSP Sverige AB, affärsområde byggprojektering och har genomförts under tio veckor från mars till juni 2021. Arbetet behandlar hållbart byggande där
klimatpåverkan är i fokus. Enkätundersökningen har besvarats av byggnadskonstruktörer på WSP i Örnsköldsvik, Sundsvall, Östersund och Umeå.
Klimatbetäkningsverktyg som används finns tillgängliga på WSP Sverige AB, One Click LCA och Klimatdata light, och kalkylerna kommer endast att beakta produktskedet, A1-A3, i byggnadens livscykel, med detta menas råvaruförsörjning, transport och tillverkning.
Klimatberäkningar beaktar endast miljöpåverkanskategorin klimatpåverkan.
4
2 Litteraturstudie
Kapitlet innefattar den teoretiska referensram som arbetet baseras på. Inledningsvis ges en övergripande bild över definitionen av hållbarhet och hållbart byggande som ligger till grund för de hållbarhetsmål som branschen styrs av. Därefter beskrivs metoden för livscykelanalys och aktuella miljöcertifieringar som används i Sverige idag. Livscykelanalys är den metod som används för att genomföra klimatberäkningar vilket även är ett krav för vissa
miljöcertifieringar. Avslutningsvis beskrivs projekteringsprocessen och konstruktörens roll för att ge en förståelse över vilka delar av processen som konstruktören har möjlighet att påverka.
2.1 Hållbarhet
I Brundtland kommissionens rapport “Vår gemensamma framtid” beskrivs begreppet hållbar utveckling som “en utveckling som tillgodoser dagens behov utan att äventyra kommande generationers möjligheter att tillgodose sina” (Globalamalen 2017). Hållbarhet beskrivs vanligtvis utifrån tre aspekter; social-, ekonomisk- och ekologisk hållbarhet, varje aspekt med lika tyngd och värde, se figur 2.1.
Bokalders och Block (2014) menar att ”ekologisk hållbarhet sätter gränserna (vi har bara en planet), social hållbarhet definierar målen i samhället och den ekonomisk hållbarheten ska göra det möjligt att uppnå de sociala målen inom de ekologiska gränserna”
Figur 2.1. Illustration över klassisk syn på hållbar utveckling (Boverket 2020a).
Social hållbarhet fokuserar på människor och aspekter som jämställdhet, demokrati, mänskliga rättigheter och välbefinnande. Ekonomisk hållbarhet handlar om att sträva mot ekonomisk utveckling, möta efterfrågan med relevant utbud, använda lokala produkter och tjänster för att främja den lokala ekonomin och tänka långsiktigt och resurseffektivt genom återbruk och återvinning. Ekologisk hållbarhet syftar till att skydda miljön genom att värna om det naturliga kretsloppet. Biologisk mångfald ska bevaras och man bör sträva efter en effektiv användning av energi och naturresurser genom att begränsa användningen av energi och material.
5
2.1.1 Hållbarhetsmål
Idag finns en mängd hållbarhetsmål som ligger till grund för den utveckling som krävs i samhället. Dels globala-, men även nationella- och branschspecifika mål.
Agenda 2030
Den 25 september 2015 antogs Agenda 2030 vid FN:s toppmöte. Agenda 2030 är en
världsomfattande agenda innehållande 17 globala hållbarhetsmål och 196 delmål som ska nås till år 2030. Målen syftar bland annat till att bidra till minskad fattigdom, fred, jämlikhet, bättre hälsa och att säkra ett beständigt skydd för planeten och dess naturresurser (Regeringen 2020a).
Parisavtalet
Som en följd av Agenda 2030 enades världens länder i december 2015 om ett nytt
klimatavtal, Parisavtalet, som främst syftar till att bromsa den globala temperaturökningen.
Avtalet involverar även vår förmåga att anpassa oss till klimatförändringarnas effekter.
Det långsiktiga målet för Parisavtalet är att hålla den globala temperaturökningen väl under 2◦C och helst under 1,5◦C. För att uppnå detta mål krävs en stor minskning av utsläppen av växthusgaser (Naturvårdsverket 2021).
Sveriges klimatlag och klimatmål
Sverige har en ambition att vara ledande i genomförandet av agenda 2030 och 2018 trädde ett klimatpolitiskt ramverk i kraft. Ramverket innefattar en klimatlag, klimatmål samt ett
klimatpolitiskt råd. Det lagstadgade ramverket syftar till att ge en tydlig bild över de
klimatmål som Sverige satt upp och se till att regeringens politik utgår från dessa klimatmål.
Målen bygger på en successiv minskning av utsläpp av växthusgaser för att på sikt nå det långsiktiga målet; inga nettoutsläpp av växthusgaser år 2045. Utöver detta ska även utsläppen från inrikes transporter senast 2030 minska med minst 70 procent jämfört med 2010
(Naturskyddsföreningen 2017).
Färdplan 2045
Färdplan 2045 är bygg- och anläggningssektorns gemensamma färdplan för att nå en hållbar, klimatneutral och konkurrenskraftig sektor till år 2045. I färdplanen finns delmål för att slutligen nå nettonollutsläpp av växthusgaser.
Målen är:
▫ 2020–2022 - Aktörer i bygg- och anläggningssektorn har kartlagt sina utsläpp och satt klimatmål
▫ 2025 - Utsläppen av växthusgaser visar en tydligt minskande trend
▫ 2030 - 50 procent minskade utsläpp av växthusgaser (jämfört med 2015)
▫ 2040 - 75 procent minskade utsläpp av växthusgaser (jämfört med 2015)
▫ 2045 - Netto nollutsläpp av växthusgaser
Färdplanen beskriver nuläget i branschen, visioner och mål för framtiden samt uppmaningar till riksdag, regering och alla aktörer i sektorn för att gemensamt nå det långsiktiga målet av klimatneutralitet till år 2045 (Byggföretagen 2018).
6
2.1.2 Hållbart byggande
Att bygga hållbart kräver stor kunskap då många aspekter behöver beaktas. Byggnadens miljöpåverkan ska bedömas ur ett livscykelperspektiv, energin bör helst vara förnybar och tillsammans med vatten och andra naturresurser användas resurs- och miljöbesparande.
Byggnader ska kunna användas och fortsatt vara funktionella under flera år framöver.
Material ska användas på rätt plats för att fylla den funktion det är bäst lämpat för och byggsätt ska hålla under hela byggnadens livslängd. Bostäder ska kunna byggas till rimliga kostnader och branschen bör sträva efter en cirkulär ekonomi där återvinning och
återanvändning skapar ett nödvändigt kretslopp för att hushålla med resurser.
Cirkulär ekonomi är en ekonomisk modell som bygger på ett kretslopp, se figur 2.2, till skillnad från den linjär-ekonomiska modellen, se figur 2.3. Det handlar om att i tidigt skede beakta aspekter som återanvändning, återskapande, användning av förnybar energi och biprodukter och därigenom skapa produkter, tjänster och affärsmodeller som är hållbara (SIS 2020).
Figur 2.2. Cirkulär ekonomi (Naturskyddsföreningen 2020).
Figur 2.3. Linjär ekonomi (Naturskyddsföreningen 2020).
Ett hållbart byggande förutsätter att byggnader som uppförs är tillgängliga för alla människor och att de inte innehåller några hälso- eller säkerhetsrisker såsom luftföroreningar, kemiska ämnen, för höga ljudnivåer eller radonhalter (Ichb 2019). Att bygga hållbart innebär att se framåt mot de generationer som kommer. Vi behöver bygga på ett sätt som bevarar jordens naturresurser för att i längden skapa ett mer hållbart samhälle.
2020 lanserade EU kommissionen ramverket Level(s) som används för att bedöma och mäta byggnaders hållbarhet med hänsyn till de tre hållbarhetsaspekterna; ekologisk-, social- och ekonomisk hållbarhet, sett över hela byggnadens livscykel (Boverket 2020b).
7
Level(s) är tillgängligt för alla aktörer i byggbranschen och ger gemensamma
bedömningsgrunder för byggnaders hållbarhet. Målsättningen är även att Level(s) ska bidra till övergången mot en mer cirkulär ekonomi i Europa. Utifrån de sex indikatorerna i tabell 2.1 bedöms en byggnads hållbarhet (ibid);
Tabell 2.1. Indikatorer för bedömning av en byggnads hållbarhet enligt ramverket Level(s).
Ekologisk Social Ekonomisk
▫ Koldioxidutsläpp från
byggnaden ▫ Hälsosam innemiljö ▫ Klimatanpassning
▫ Effektiv
resursanvändning och cirkularitet
▫ Optimerade
livscykelkostnader och värdering
▫ Effektiv
vattenanvändning
2.2 Livscykelanalys (LCA)
Som beskrivet kräver ett hållbart byggande att man ser till effekter över en lång tid.
Livscykelanalys är en metod som används för att utvärdera och redovisa en produkts miljöpåverkan under hela, eller delar av dess livscykel. Analysen beskriver produktens
miljöpåverkan utifrån ett antal miljöpåverkanskategorier såsom klimatpåverkan, övergödning, marknära ozon och försurning (Rydh, Lindahl, och Tingström 2002), men vanligtvis väljer man att fokusera på en specifik kategori.
I dag anses klimatpåverkan vanligen som det största hotet mot miljön och därför begränsas LCA för byggnader vanligen till denna miljöpåverkanskategori. Klimatpåverkan är den kategori som beaktar växthusgasutsläpp och mäts i koldioxidekvivalenter, CO2-e.
Växthusgaser består, förutom koldioxid, även av metan, dikväveoxid samt fluorerande gaser och respektive gas har olika stor effekt på den globala uppvärmningen. För att gaserna ska vara jämförbara översätts gasernas effekt på klimatet till koldioxidekvivalenter genom gasernas specifika globala uppvärmningspotential, GWP. Med hjälp av detta går det att summera den slutliga effekten från samtliga växthusgaser.
En fullständig LCA genomförs vanligtvis i fyra steg. Inledningsvis definieras mål och omfattning där underlag gällande LCA-beräkningens användningsområde, vilka frågor den bör besvara, dess omfattning samt kravställningar definieras. Därefter gör man en inventering, en resurssammanställning över de resurser som används under livscykeln tillsammans med de utsläpp som de genererar. I nästa steg bedöms miljöpåverkan från de olika resurserna
kopplade till olika miljöproblem och avslutningsvis tolkas resultatet och analyseras utifrån de inledningsvis ställda frågorna (Boverket 2019a).
En byggnads livscykel kan delas in i tre övergripande skeden; byggskede, användningsskede och slutskede, se figur 2.4. Varje skede innefattar underliggande informationsmoduler för att enklare beskriva olika processer under livscykeln.
8
Figur 2.4. En byggnads olika livscykelskeden (Boverket 2019c).
Ett av de vanligaste användningsområdena för en LCA för byggnader är att jämföra olika byggnadsutformningar och byggnader med varandra. För att kunna jämföra krävs dock att de alternativen som jämförs har samma grundläggande funktion, som definieras genom en funktionell enhet. Vid jämförelse beskrivs också resultatet i form av ett nyckeltal som normalt brukar vara byggnadens miljöpåverkan per kvadratmeter (ibid).
Vid en LCA är det viktigt att fastställa analysens systemgränser. Systemgränserna beskriver dels de aktiviteter och processer som ingår i aktuell LCA men även de aktiviteter och processer som inte ingår (ibid). Aspekter att beakta kan vara tidsmässiga- och geografiska avgränsningar samt avgränsningar i livscykeln.
2.2.1 Ramverk för LCA
För att en livscykelanalys ska ge samma resultat oberoende av vem som genomför
beräkningen finns gemensamma metoder fastställda för hela Europa. I SS-EN 15978:2011 finns riktlinjer och beräkningsmetoder för att genomföra en LCA för byggnader, både för nya byggnader och vid förändring av befintliga (Boverket 2019a). Standarden fungerar som en checklista över vad som behöver ingå i en LCA-beräkning för byggnader.
SS-EN 15804:2012 behandlar riktlinjer för LCA av byggprodukter och ligger till grund för miljövarudeklarationer, så kallade EPD:er, medan ISO-standarderna 14 040, 14 044, 14 097, 14 048 och 14 049 behandlar LCA för produkter generellt, se figur 2.5.
9
Figur 2.5. Standarder framtagna för LCA (Boverket 2019a).
En LCA kan genomföras med generisk-, eller specifik data. Generisk data är ett representativt genomsnitt för de byggprodukter som användas på den svenska marknaden medan specifik data gäller, precis som det låter, för specifika produkter. Specifik data finns att tillgå genom miljövarudeklarationer, som tas fram i enlighet med tidigare nämnd standard, SS-EN
15804:2012. Miljövarudeklarationer granskas av tredje part vilket gör informationen trovärdig och tillförlitlig (ibid).
2.2.2 LCA i tidigt skede
Med hjälp av en livscykelanalys är det möjligt att i ett tidigt skede bedöma hur olika val påverkar en byggnads miljöprestanda med avseende på aktuell miljöpåverkanskategori. Det är också enklare att påverka både utformning och materialval tidigt i projekteringen utan att det genererar stora kostnader (Boverket 2019a).
Tidigt i byggprocessen baseras LCA-beräkningarna på en del antaganden om byggnaden men ger ändå en övergripande bild och värdefull information för den fortsatta projekteringen. Det är möjligt att utläsa vilka byggnadsmaterial eller byggdelar som är de mest miljöpåverkande och därigenom rikta fokus till förbättring av dessa delar. Här är det mest lämpligt att använda generisk miljödata för byggnadens produkter. Det är även möjligt att testa sig fram och jämföra produkter med specifik data i form av, tidigare nämnda, EPD:er (Environmental Product Data) och på så sätt få en uppfattning om de förbättringar som är möjliga genom mer specifika produktval (Boverket 2019d).
Vid en tidig LCA-beräkning är det också viktigt att vara uppmärksam på vilka systemgränser som gäller för beräkningen. Detta för att undvika så kallade suboptimeringar där val som kan ses som klimatsmarta i ett livscykelskede bidrar till stor klimatpåverkan i ett annat, utanför systemgränsen.
10
2.2.3 Klimatdeklaration
I linje med systemet för en livscykelanalys har Boverket tagit fram ett lagförslag i form av en klimatdeklaration som förväntas träda i kraft 1 januari 2022. Syftet med kravet på en
klimatdeklaration är att minska klimatpåverkan vid uppförande av nya byggnader.
Deklarationen omfattar byggskedet i byggnadens livscykel (A1-A5), dvs vägen från
råvaruutvinning till arbetet på byggarbetsplatsen, tillsammans med tillhörande transporter, se figur 2.6. Metoden för deklarationen baseras på tidigare nämnd standard, SS-EN 15978:2011.
Figur 2.6. Processer av en byggnads livscykel som klimatdeklarationer omfattas av (Boverket 2019c).
Deklarationen ska innefatta byggnadens klimatskärm (golv, tak, ytterväggar, fönster och dörrar), bärande konstruktionsdelar samt innerväggar. I dagsläget finns inga kravställda riktvärden för deklarationen men på sikt har Boverket föreslagit att ett gränsvärde för klimatutsläpp från byggskedet införs från och med år 2027 (Boverket 2021b). Boverket arbetar i dagsläget med att ta fram en klimatdatabas innehållande generisk klimatdata för resurser i byggskedet som senare kommer att finnas tillgänglig för framställande av klimatdeklarationer (ibid).
2.3 Miljöcertifieringssystem
Med syfte att stimulera byggandet av miljöanpassade hus har miljöcertifieringssystem utvecklats. Enligt Bokalders och Block(2014) används dessa för att objektivt utvärdera parametrar som resursanvändning, miljöbelastning och inomhusklimat.
Miljöcertifiering kan ses som en konkurrenskraft i branschen och ett steg för att driva utvecklingen mot ett mer hållbart byggande. Intresset för att miljöcertifiera byggnader har ökat vilket ger förutsättningar för en större medvetenhet kring byggnaders miljökonsekvenser, med följden att högre krav ställs på kunskapen hos branschens aktörer.
Sweden Green Building Council, tidigare Kretsloppsrådet, är en ideell organisation, öppen för alla företag och organisationer i den svenska bygg- och anläggningssektorn. Organisationen erbjuder verktyg och utbildning i miljöcertifiering av byggnader, stadsdelar och
anläggningsprojekt (SGBC 2021a).
Enligt Bokalders och Block (2014) finns i dagsläget inget allmänt gällande
miljöcertifieringssystem utan olika system används i olika länder. I Sverige används, för byggnader, det svenska systemet Miljöbyggnad, men också Breeam och Leed som alla tre kräver någon form av klimatberäkning.
11
2.3.1 Miljöbyggnad
Miljöbyggnad är, som tidigare nämnt, ett svenskt miljöklassningssystem och används för att certifiera nya byggnader, om-och tillbyggnader samt befintliga byggnader. Byggnader bedöms utifrån tre huvudområden, energi, innemiljö och material (SGBC 2021e).
Varje område består av ett antal aspekter med minst en tillhörande indikator. Totalt finns 16 indikatorer med olika relevans beroende på vilken typ av byggnad som ska certifieras.
En av indikatorerna behandlar LCA-beräkningar där analysen ska innefatta byggnadens stomme och grund. I beräkningarna analyseras byggprodukter och transporterna till byggarbetsplatsen där användandet av produktspecifika värden, EPD:er, premieras.
Miljöbyggnad består av tre betygsnivåer, brons, silver och guld (Boverket 2019b).
2.3.2 BREEAM
Breeam är ett internationellt miljöklassningssystem och kan användas för de flesta typer av byggnader. Sweden Green Building Council hanterar sedan 2013 den svenska versionen, Breeam-SE. Breeam fokuserar på tio olika ämnesområden som viktas med avseende på miljöpåverkan:
▫ Förvaltning ▫ Material
▫ Hälsa och inomhusmiljö ▫ Avfall
▫ Energi ▫ Mark och ekologi
▫ Transport ▫ Föroreningar
▫ Vatten ▫ Innovation
Vid certifiering ger varje uppfyllt delområde poäng som sedan sammanställs och utgör grunden för byggnadens betyg. Certifieringssystemet är uppdelat i fem betygsnivåer (SBGC 2020b).
I breeam premieras en mer omfattande LCA-beräkning där poäng ges för beräkning av yttertak, fönster, ytterväggar och bjälklag. Analysen ska även innefatta flera livscykelskeden och minst två miljöpåverkanskategorier, utöver klimatpåverkan, behöver utvärderas.
2.3.3 Leed
Leed är ett amerikanskt miljöklassningssystem och är ett av världens största. Klassning enligt Leed sker genom ett poängsystem med fokus på sju olika kategorier:
▫ Hållbara tomtval ▫ Innemiljökvalitet
▫ Vatteneffektivitet ▫ Regionala prioritetspoäng
▫ Energi och atmosfär ▫ Innovation och design.
▫ Material och resurser
I varje kategori finns ett antal minimikriterier som måste uppfyllas. Dessa är dock inte
poänggrundande. Högst vikt för klassningen ligger vid minimering av klimatpåverkan följt av god inomhusmiljö.
12
Leed uppmuntrar LCA-beräkning av stomme, grund och klimatskal där LCA-beräkningen behöver visa en minskning av miljöpåverkan i jämförelse med en standardbyggnad.
Minskningen gäller för minst tre av sex miljöpåverkanskategorier där en måste vara klimatpåverkan. Klassningssystemet är uppdelat i fyra olika betygsnivåer, certified, silver, gold och platinum (SGBC 2020c).
2.3.4 NollCO
2NollCO2 är en påbyggnadscertifiering av Miljöbyggnad, Breeam och Leed och syftar till att uppnå netto-noll klimatpåverkan av en byggnad vilket innebär att nå så låga utsläpp som möjligt för att därefter kompensera de kvarvarande utsläppen med någon form av kolupptag Idag är det inte möjligt att bygga helt utan klimatpåverkan då processer för att framställa byggmaterial fortsatt har stora fossila inslag. NollCO2:s modell behandlar därmed olika klimatåtgärder för att ge en netto-noll klimatpåverkan. Detta är en väldigt omfattande
certifiering som inkluderar byggnadens hela livscykel, från råvaruutvinning till sluthantering efter byggnadens funktionella livstid av 50 år (SGBC 2021d).
2.4 Projekteringsprocessen
Nordstrand (2008) beskriver projekteringsprocessen genom i huvudsak tre olika skeden, gestaltning, systemutformning och detaljutformning. Innan projekteringsprocessen startar genomförs flertalet utredningar där bland annat krav och kända förutsättningar sammanställs till ett byggnadsprogram.
Gestaltning: Med utgångspunkt i byggnadsprogrammet utformas byggnaden arkitektonisk både ut- och invändigt. Arkitekten ansvarar för detta arbete men andra projektörer behöver också vara delaktiga för att säkerställa att arkitektens förslag på utformningen är möjlig att genomföra. Gestaltningen resulterar i så kallade förslagshandlingar.
Systemutformning: I nästa steg analyseras och fastställs bland annat byggnadens bärande konstruktion- och installationssystem för att uppfylla de krav som ställts i
byggnadsprogrammet. Resultatet redovisas i form av systemhandlingar.
Detaljutformning: Avslutningsvis genomförs en detaljutformning av byggnaden och är det mest omfattande projekteringsskedet. Detaljutformningen redovisas i form av bygghandlingar bestående av ritningar, beskrivningar och föreskrifter.
2.4.1 Konstruktörens roll
Konstruktörens uppgift är att i samråd med andra projektörer analysera och utforma de bärande konstruktionsdelarna i en byggnad. Konstruktören utför hållfasthet- och
dimensioneringsberäkningar men har även kunskap kring hur en byggnad ska skyddas mot kyla, värme, fukt, brand och störande ljud (Nordstrand 2008). Konstruktören har en betydande roll genom hela projekteringsprocessen och kan med fördel medverka under processens samtliga skeden men vanligtvis involveras konstruktören först under den senare delen av projekteringsprocessen.
13
En byggnads stomsystem består av bärande element såsom balkar, pelare, väggar och
bjälklag. Stommens uppgift är att motstå de laster som konstruktionen utsätts för och föra ner lasterna till grundkonstruktionen (Isaksson, Mårtensson, och Thelandersson 2020).
Konstruktören väljer stomsystem med hänsyn till de givna förutsättningarna för byggnaden men behöver även beakta andra faktorer såsom funktionskrav, utbyggnadsmöjligheter, brandskydd, ekonomi och miljöpåverkan.
2.4.2 Stommaterial
Betong
Betong har funnits i flera tusen år och är vår tids mest använda byggmaterial. Betong är ett naturligt material som är 100 procent återvinningsbart och har bland annat goda egenskaper när det kommer till brand och ljudisolering men har även en lång beständighet. Betong består till största del av ballast (sand, grus eller bergkross) som blandas med vatten, cement och olika former av tillsatsmedel (Svensk betong 2016a).
Betong i sig har en hög tryckhållfasthet men desto sämre draghållfasthet. Därför förstärker man normalt upp betongen med armering där den utsätts för stora dragpåkänningar Detta tillåter även konstruktionen att deformeras mer innan eventuellt brott uppstår.
Betong har en hög värmetröghet som bidrar till en minskad energiförbrukning. Under dagen absorberar konstruktionen värme för att sedan långsamt avge denna under natten. Betong genererar dock stora koldioxidutsläpp framför allt på grund av cementtillverkningen, se figur 2.7, som står för cirka 90 procent av betongens klimatpåverkan (Svensk betong 2019). På den svenska marknaden dominerar portlandcement som består till största del av bränd kalk och kiselsyra. Idag finns det alternativa bindemedel såsom flygaska och slaggprodukter som möjliggör en lägre klimatpåverkan än traditionellt cement.
Figur 2.7. Cementtillverkning (Cementa 2020).
Betong har även förmågan att under dess livstid ta upp koldioxid från atmosfären, genom karbonatisering. Enligt forskning tar betongkonstruktioner i Sverige idag upp cirka 300 000 ton koldioxid per år vilket motsvarar cirka 15–20 procent av den mängd koldioxid som frigörs vid tillverkningen av cement (Svensk betong 2016b).
14
Betongbranschen har påbörjat ett arbete med att ta fram en klimatförbättrad betong och har lyckats framställa en betong med 30 procent lägre klimatpåverkan än konventionell betong, men arbetet är långt ifrån färdigt (Betonginitiativet 2018). Klimatförbättrad betong leder generellt sett till längre uttorkningstider vilket är en stor utmaning i den tidspressade byggbranschen (Svensk betong 2019). För att kunna fortsätta att utveckla den
klimatförbättrade betongen krävs en större efterfrågan både från den offentliga och privata sektorn.
Trä
Närmare 70 procent av Sveriges yta består av skog och historiskt sett är trä vårt absolut viktigaste byggmaterial. Idag byggs 90 procent av våra enfamiljshus i trä men under en längre period har det på grund av brandrisken varit förbjudet att bygga högre än två våningar i trä i Sverige. 1994, när Sverige gick med i EU infördes en ny bygglagstiftning och sedan dess är det återigen tillåtet att bygga höga trähus (Svenskt trä 2020a). Under förbudets tid har naturligtvis stor kunskap gått förlorad och nu krävs det att någon banar väg för att branschen ska återuppta trätekniken för högre byggnader.
Träkonstruktioner genererar vanligtvis större dimensioner och högre byggnader då
möjligheten att bygga in installationsdetaljer inte är lika stor i jämförelse med till exempel konstruktioner i betong. Trä är däremot ett av de starkaste materialen i förhållande till sin vikt och har goda termiska egenskaper. Trots att trä är ett brännbart material har det bra
brandtekniska egenskaper då materialet förkolnar långsamt men samtidigt bibehåller delar av dess hållfasthet (Svensk trä 2020b).
Byggande med trä är positivt för klimatet då det är ett förnybart material. När skogen växer binds kol i träden och när träden skördas fortsätter produkterna att binda kol under hela dess livslängd. Detta gör det extra fördelaktigt att använda trä i produkter med lång livslängd som till exempel byggnadsstommar. Det är först när produkterna förbränns eller förmultnar som kolet frigörs men tillför då inget ytterligare fossilt kol till atmosfären (Svenskt trä 2021).
15 KL-trä
KL-trä, eller korslimmat trä, är precis som namnet avslöjar byggdelar uppbyggda av limmade, korsvis lagda, brädor eller plankor. Komponenterna består av minst tre skikt där vartannat skikt ligger i 90 graders riktigt i förhållande till närliggande skikt, se figur 2.8.
Figur 2.8. KL-trä och dess uppbyggnad (Martinsons 2013)
KL-trä öppnar upp för stora möjligheter då brädorna kan limmas och bearbetas till nästan vilken form och storlek som helst. Möjligheten finns att tillverka stora tvärsnitt och använda KL-träet som väggar och bjälklag vilket ger skivorna hög bärförmåga och styvhet. KL-trä kännetecknas av snabbt och enkelt montage, stor prefabriceringsgrad och bra stabiliserande egenskaper. I förhållande till sin vikt har skivor av KL-trä högre bärförmåga än de flesta andra byggmaterial och enligt Martinsons (2019) kan KL-träskivor användas med i stort sett samma spännvidder och dimensioner som betong.
Tekniken med KL-trä har ökat i Sverige under de senaste 20 åren och förväntas öka alltmer framöver. Borgström och Fröbel (2017) menar att tillverkningen av KL-trä är en energisnål process och biprodukter såsom sågspån och trärester kan användas för att producera energi som används i tillverkningsprocessen. Däremot finns tidigare studier som visar att tillverkning av en byggnadsstomme i KL-trä kräver dubbelt så mycket energi i förhållande till en stomme i betong (Von Ahn 2016). I arbetet poängteras dock skillnaden i andelen förnybar energi som är möjlig att använda för respektive material där denna andel är betydligt större vid tillverkning av trä i jämförelse med betong. Borgström och Fröbel (2017) uppskattar skillnaden i
koldioxidutsläpp för en betongstomme och en stomme i KL-trä till storleksordningen 100 kg CO2-e/m2.
16
3 Metod/Genomförande
Arbetet har genomförts genom sex delar, se figur 3.1, som inleddes med att formulera problematiken som ligger till grund för arbetet samt definiera syfte, mål och metod. De centrala delarna av arbetet består av en litteraturstudie, en enkätundersökning samt tillämpning av klimatbetäkningsverktyg. Data från enkätundersökningen och
klimatberäkningarna sammanställdes till ett resultat. Avslutningsvis diskuterades resultatet och analyserades med hänsyn till kunskap inhämtad genom litteraturstudien och viktiga slutsatser fastställdes.
Figur 3.1. Arbetets genomförande
3.1 Metodval
För att få en ökad kunskap kring ämnet och en grund för frågeställningar till
enkätundersökningen genomfördes en litteraturstudie. I förhållande till en intervjustudie, som hade fungerat som en alternativ metod, är en enkätundersökning inte lika tidskrävande och ger möjlighet att nå ut till ett större geografiskt område. Det öppnar också upp för respondenten att besvara frågorna i lugn och ro när tid finns (Ejlertsson 2019). Med anledning av detta bedömdes en enkätundersökning som en lämplig metod och frågorna utformades för att ge en uppfattningom hur delar av en konstruktörs dagliga arbete ser ut, deras allmänna syn på hållbarhet och om det finns några erfarenheter av verktyg eller metoder, för att främja ett hållbart byggande, från tidigare uppdrag.
För att undersöka möjligheten för konstruktörer att påverka ett projekts klimatavtryck tidigt i projektering tillämpades WSP:s egna klimatberäkningsverktyg, Klimatdata light, samt det online-baserade verktyget One Click LCA. Då Klimatdata light endast är kompatibelt med modelleringsprogrammet Tekla Structures föll valet naturligt på att använda detta som verktyg vid modellering. Tekla Structures är ett BIM-program vilket innebär att objekten i modellen förses med både geometri och egenskaper som bland annat underlättar vid
fastställande av materialmängder i modellen (BIM alliance 2017). Klimatdata light hanterar enbart stål, betong, armering och träobjekt och klimatpåverkan beräknas utifrån generisk data hämtad från Boverkets klimatdatabas (Boverket 2021c).
One Click LCA är ett verktyg framtaget av Bionova och innehåller miljödata baserad på framför allt miljövarudeklarationer, EPD:er, från hela världen (Boverket 2019a). Saknas information om byggnadens material finns även generisk data att tillgå. På sikt kommer Boverkets klimatdatabas att finnas tillgänglig i verktyget. One Click LCA kan användas online där data registreras manuellt eller via Excel men möjligheten finns även att integrera verktyget med flertalet modelleringsprogram, bland annat Tekla Structural design och Revit Structures. För att inkludera ytterligare material i analysen samt kontrollera påverkan från specifik data och klimatförbättrad betong ansågs One Click LCA vara ett lämpligt verktyg att använda.
17
Verktyget innehåller också flertalet tilläggsfunktioner såsom carbon designer och building circularity men i denna analys beaktas enbart LCA-verktyget. Då integrering med Tekla Structures ännu inte finns tillgängligt registrerades materialdata manuellt via verktyget online.
One Click LCA ger möjlighet att studera hela byggnadens livscykel men systemgränsen för denna studie berör enbart livscykelmodulerna A1-A3.
3.2 Litteraturstudie
Information i litteraturstudien har hämtats från vetenskapliga artiklar, facklitteratur och webbsidor samt en del kompletterande information från myndigheter såsom Boverket och Regeringen. Google Scholar och Digitala Vetenskapliga Arkivet, Diva, har använts för informationssökning. Sökord som använts är: hållbarhet, livscykelanalys, projektering, konstruktör, klimatdeklaration och cirkulär ekonomi.
3.3 Enkätundersökning
Enkätundersökningen har utformats i enlighet med rekommendationer från Ejlertsson (2019).
Vid utformningen av enkätens frågor har stöd tagits i tidigare examensarbete (Barmicho, R och Flensburg, O 2020) och utformats i huvudsak av stängda frågor för att underlätta
sammanställningen av resultatet. Enkäten delades in i tre delar, den första med frågor gällande vilka projekteringsprogram som vanligtvis används samt hur detaljerat respondenterna
projekterar i 3D. En förutsättning för att kunna genomföra klimatberäkningar direkt i
modelleringsprogram är att material i modellen specificeras med korrekt data, såsom mått och materialegenskaper, varför bland annat detaljeringsgraden vid projektering bedömdes som en intressant frågeställning. Den andra delen behandlade allmänna frågor kring konstruktörens uppfattning om sitt eget hållbarhetsarbete och den tredje, avslutande delen innehöll öppna frågor kring de utmaningar och möjligheter som finns i konstruktörers hållbarhetsarbete samt om respondenten har några erfarenheter av verktyg eller metoder från tidigare uppdrag.
Enkäten skickades ut digitalt via e-post och 19 personer besvarade enkäten. Frågorna i enkätundersökningen återfinns i sin helhet i bilaga 1.
3.4 Klimatberäkningar
Byggnaden som analyserats i denna studie är ett sex våningar högt flerbostadshus, se figur 3.2, innefattande totalt 16 lägenheter och förrådsutrymmen. Trapphus med hiss finns
tillgängligt i byggnaden men har inte inkluderats i analysen. Även balkonger har utelämnats.
Total bruttoarea för flerbostadshuset är 1757,3 m2. Byggnaden är planerad att uppföras med platta på mark, bjälklag, ytterväggar och bärande innerväggar i betong samt tak konstruerat av Lättelement. Väggar planeras att uppföras med prefabricerade sandwichväggar. Icke bärande innerväggar utformas som isolerade träregelväggar.
18
Figur 3.2. Referensbyggnad
I Tekla importerades dwg-filer tillhandahållna av arkitekten och fungerade som underlag vid modelleringen. Därefter modellerades byggnaden med så noggranna materialval som möjligt.
Tre alternativa byggnader modellerades där modell 1 användes som referensmodell, se figur 3.3. Betongkvaliteten i referensmodellen antogs till C30/37 för bärande konstruktionsdelar och C45/55 för fasaden. Hållfasthetklass för byggnadsdelar i trä antogs till C24.
I modell 2 ersattes bärande innerväggar och bjälklag med betong i hållfasthetsklass C25/30. I modellen användes samma dimensioner som i referensmodellen för att tydliggöra skillnaden i klimatpåverkan kopplat till val av hållfasthetsklass.
I den tredje modellen ersattes bärande ytter- och innerväggar samt bjälklag med KL-trä i hållfasthetsklass GL30c och samma dimensioner som i de tidigare modellerna.
Antagna materialkvaliteter som C30/37, C24 och GL30c är vanligt förekommande hållfasthetsklasser i branschen. Utförligt underlag för dimensioner och tillhörande materialkvaliteter för de olika modellerna återfinns i bilaga 3.
Figur 3.3. Modell 1 i Tekla Structures
19
3.4.2 Klimatdata light
Efter att ha modellerat upp byggnaden i Tekla Structures tillämpades verktyget Klimatdata light för att bedöma konstruktionens klimatpåverkan. Verktyget är utvecklat av WSP och används för att bedöma klimatpåverkan från stål-, betong-, armering och träobjekt i 3D- modeller. Som tidigare nämnt är verktyget idag endast kompatibelt med Tekla Structures men är även under utveckling för Revit Structures. Syftet med verktyget är att snabbt och enkelt få en överblick över den klimatpåverkan som projektet genererar. Verktyget ger möjlighet att jämföra värden från olika projekt eller olika material vilket öppnar upp för en ökad förståelse för vilka material eller byggnadsdelar som har störst klimatpåverkan.
Verktyget baseras som tidigare nämnt på koldioxidfaktorer hämtade från Boverkets
klimatdatabas som ligger till grund för beräkningarna av de utsläpp av mängden CO2-e som objekten genererar (Boverket 2021c). Verktyget beaktar enbart livscykelmodulerna A1-A3, det vill säga utsläpp från produktionen av produkterna. För klimatberäkningen antogs armeringsandelen till 3,5 % av betongens volym och beräknades separat.
Verktyget fungerar som ett tilläggsverktyg i Tekla Structures och öppnas genom verktygsfältet i överkant, se figur 3.4. I modellen markeras de delar som ska beaktas i beräkningen och för att genomföra beräkningen trycker man på ”get CO2 from selected objects in the model”. I verktyget anges BTA (bruttoarea) manuellt och resultatet redovisas i ton CO2-e/m2.
Figur 3.4. Klimatdata light i Tekla structures
20
3.4.3 One Click LCA
För att genomföra vidare analyser exporterades materialmängder från modellerna i Tekla, till Excel. Även här uppskattades mängden armering till 3,5 % av betongens volym. I tabell 3.1 visas en sammanställning av de volymer som användes vidare i analysen.
Tabell 3.1. Mängder från Tekla modell
Byggnadsdel Volym [m3]
Platta på mark
Betong 36
Isolering (EPS) 83,5
Armering 1,3
Yttervägg
Betong 96,5% 158,5
Isolering (EPS) 265,9
Fasadbetong 86,1
Armering 3,5% 5,8
Innerväggar
Betong 220 96,5% 149,6
Armering 3,5% 5,4
Innerväggar
Betong 150 96,5% 5,5
Armering 3,5% 0,2
Innerväggar
Regelväggar
Reglar (10%) 5,1
Isolering (90%) 49,2
Gips 23,3
OSB 26,5
Bjälklag
Pågjutning 26,3
Betong 96,5% 236,9
Armering 3,5% 8,6
Installationsskikt 4,7
Glespanel 4,7
Gips 18,1
Tak
Takpapp 0,6
Lättelement 114,8
Lättbalkar (5%) 5,7
Isolering (95%) 109,1
Plywood 4,6
Gips 3,6
Som tidigare nämnt finns ännu ingen integration med Tekla Structures för One Click LCA vilket gör att registreringen av materialdata genomfördes manuellt via verktyget online.
21
I verktyget angavs generell information för projektet så som byggnadstyp, stommaterial och bruttoarea. I verktyget finns fördefinierade rubriker för aktuella byggnadsdelar under vilka följande information registrerades:
1. Resurs (generisk eller specifik data) 2. Kvantitet (kg, ton, m2 eller m3) 3. Eventuell kommentar
Vid registrering av resurser filtrerades sökfunktionen på Sverige för att hämta aktuell miljödata för materialen, se figur 3.5. Detta för att basera analysen på data representativ för den svenska marknaden.
Figur 3.5. Filtrering i One Click LCA
I verktyget beaktades i första hand generisk data för materialen från modellerna i Tekla Structures där även värden för komponenter som isolering, gips, OSB och taktäckning inkluderades. Utförlig sammanställning över vald data återfinns i bilaga 4. För vissa material fanns inte generisk data att hämta och där valdes relevant EPD. Som tidigare nämnt kommer Boverkets klimatdatabas att på sikt finnas tillgänglig i verktyget och för att öka trovärdigheten i resultatet för detta arbete kontrollerades vald data mot tillgängliga referensvärden i
Boverkets klimatdatabas (Boverket 2021c). Transporter, energiförbrukning samt
beräkningsperiod valdes till noll då denna information låg utanför analysens systemgräns.
Utöver generisk data från de definierade modellerna utvärderades även referensmodellen med hänsyn till följande förändringar:
Specifik data för bärande inner- och ytterväggar samt bjälklag i konstruktionen
Generisk data med 97% återvunnen armering samt 40% återvunnet bindemedel i betongens cement
Prefabricerad lösning för bärande konstruktionsdelar med generisk data
Prefabricerad lösning för bärande konstruktionsdelar med specifik data
22
4 Resultat
Resultatet består av två delar i form av svar från enkätundersökningen samt fastställda värden från klimatberäkningarna i Klimatdata light och One Click LCA. Detta resulterar i en
kartläggning av utmaningar och förbättringsmöjligheter samt en jämförelse av materialval ur klimatsynpunkt.
4.1 Kartläggning av utmaningar och förbättringsmöjligheter
Enkätundersökningen avser att i första hand besvara frågeställningen “Vilka möjligheter och utmaningar finns det som konstruktör att främja ett hållbart byggande?”. Resultatet basers på svar från 19 personer, varav samtliga konstruktörer på WSP Sverige AB. Svaren i sin helhet återfinns i bilaga 2.
DEL 1:
Figur 4.1 visar att samtliga respondenter vid projektering använder något av föreslagna program, Revit, Tekla eller AutoCAD där möjlighet till klimatberäkningar direkt i verktygen finns i både Revit och Tekla. Alla respondenter som använder AutoCAD vid projektering använder sig även av Tekla eller Revit.
Figur 4.1. Statistik över svaren på fråga 1.
Detaljnivån vid modellering i 3D varierar men i figur 4.2 kan utläsas att majoriteten anpassar detaljnivån till projektets omfattning eller kompletterar 3D modellen med detaljer i 2D. En av respondenterna menar att detta beror på att detaljprojektering i 3D sällan är ett krav i
uppdragen.
23
Figur 4.2. Procentuell fördelning av svaren på fråga 2
Figur 4.3 visar att mer än hälften av respondenterna alltid väljer specifik materialsort med tillhörande egenskaper medan en tredjedel endast väljer standarmaterial i modellen. En respondent menar att materialkvalitet för de bärande delarna alltid specificeras men inte lika noggrant för övriga delar. Tidsaspekten och kravställning nämns också som en faktor till detaljeringsgrad.
Figur 4.3. Procentuell fördelning av svaren på fråga 3.
DEL 2 – Allmänna frågor
De allmänna frågorna visar ett ganska spritt resultat gällande om respondenterna anser att de, vid projektering, tar hänsyn till hela konstruktionens miljöpåverkan. Majoriteten anser dock att de inte tar hänsyn till konstruktionens koldioxidutsläpp men däremot gör merparten medvetna materialval och optimerar konstruktionen för minskad materialåtgång.
24
DEL 3 – Utmaningar, förbättringar och tidigare erfarenheter
Majoriteten upplever att de har möjlighet att i någon mån påverka de uppmaningar som finns riktade mot konsulter i bygg-och anläggningssektorns färdplan. Figur 4.4 visar att:
- Över 80 % av respondenterna bedömer att de har möjlighet att föreslå och/eller
föreskriva resurseffektiva lösningar med låg klimatpåverkan ur ett livscykelperspektiv - Cirka 70 % bedömer att de har möjlighet att skapa effektiva, flexibla planlösningar
och demonterbara konstruktioner.
- Hälften bedömer att de har möjligt att skapa förutsättningar redan i
projekteringsskedet för att byggnader ska kan vara klimatneutrala i användningsskedet Flertalet trycker på att ett stort ansvar ligger hos beställaren men att de har möjlighet att ge förslag på alternativa lösningar förutsatt att kunskapen finns.
Figur 4.4. Statistik över svaren på fråga 8.
I de avslutande, öppna frågorna, kan utläsas att det som generellt upplevs vara den främsta problematiken för en konstruktörs hållbarhetsarbete är att man kommer in sent i projektet och att man styrs av beställarens ambitionsnivå gällande ekonomi och miljö. Arkitekten har redan gjort de flesta materialvalen när konstruktören kommer in i projektet vilket sätter
begränsningar för konstruktörens möjlighet att påverka. Tidspress nämns också som en utmaning samt att den vedertagna byggtekniken sällan är den mest miljösmarta. Även kunskapen gällande vad som är hållbart och inte framhävs.
För att förbättra konstruktörens hållbarhetsarbete lyfts återigen att det krävs en ökad kunskap för att kunna påverka samt vikten av att ta med konstruktörer i ett tidigt skede av projekten.
Möjligheten att direkt i 3D-modeller ta fram projektets klimatpåverkan och därigenom få underlag för diskussion med kunden uttrycks som en positiv utveckling.
25
Svaren visar begränsade erfarenheter av verktyg och metoder, för att främja ett hållbart byggande, från tidigare uppdrag men målsättningar om att uppnå miljöcertifieringar är något som lyfts av flera respondenter. De påpekar dock att det inte påverkat dem som konstruktörer i så stor grad under uppdragens gång.
4.2. Jämförelse av materialval
Genomförda klimatberäkningar syftar till att besvara frågeställningen ”Kan klimatberäkningsverktyg bidra till att främja ett hållbart byggande redan i
projekteringsfasen?”. Resultatet baseras på genomförda analyser i Klimatdata light och One Click LCA.
4.2.1 Klimatdata light
Figur 4.5 visar beräknad klimatpåverkan från modellerna uppförda i Tekla Structures.
Referensmodellen genererar en klimatpåverkan av 231 kg CO2-e/m2. Modellen med en lägre hållfasthetsklass för de bärande innerväggarna och bjälklagen genererar en minskning med 4 % i jämförelse med referensmodellen.
Den tredje modellen där de bärande väggarna och bjälklagen ersatts med KL-träelement resulterar i en klimatpåverkan av 72 kg CO2-e/m2. Detta ger en minskning med 69 % i jämförelse med referensmodellen.
Figur 4.5. Klimatpåverkan från de tre modellerna samt procentuell minskning i förhållande till referensmodellen
231 222
72 -4%
-69%
0 50 100 150 200 250
Modell 1 Modell 2 Modell 3
kg CO2-e/m2BTA
26
Figur 4.6 visar klimatpåverkan i ton CO2-e i modell 1 fördelat på konstruktionens olika byggnadsdelar. Resultatet visar tydligt att den armerade betongen i väggar och bjälklag bidrar till störst utsläpp av växthusgaser. Med anledning av detta har fokus riktats mot dessa
byggnadsdelar vid vidare analys av modell 1.
Figur 4.6 Utsläpp av CO2-e fördelat på byggnadsdelar i modell 1
4.2.2 One Click LCA
Figur 4.7 visar beräknad klimatpåverkan från de olika alternativen i One Click LCA.
Referensmodellen påvisar här en klimatpåverkan av 232 kg CO2-e/m2. Modell nummer 2 med förändrad betongkvalitet visar i likhet med Klimatdata light en minskning av 5 % i
förhållande till referensmodellen. Även modellen med KL-träelement (modell 3), visar en minskning (61 %) i nivå med Klimatdata light.
Figur 4.7. Klimatpåverkan för modell 1–3 i One Click LCA tillsammans med procentuell minskning 0
50 100 150 200 250
Grund Bjälklag Vägg Övrigt
ton CO2-e
Betong Armering Trä
232 221
91 -5%
-61%
0 50 100 150 200 250
Modell 1 Modell 2 Modell 3
kg CO2-e/m2BTA
27
Av figur 4.8 framgår att de främst drivande materialen för konstruktionens klimatpåverkan är den armerade betongen tillsammans med EPS-isoleringen i väggar och grund. Detta resulterar i en naturlig minskning av klimatpåverkan i den tredje modellen där bärande väggar och bjälklag ersätts med KL-träelement.
Figur 4.8 Klimatpåverkan från respektive material för modell 1–3
Figur 4.9 visar förändring i klimatpåverkan vid alternativa val av klimatdata för
referensmodellen. Genom att ange specifik data för de bärande konstruktionsdelarna kan man teoretiskt sett minska klimatpåverkan med 26 %. Med klimatförbättrad betong och armering kan det totala klimatavtrycket minskas ytterligare i förhållande till den ursprungliga modellen.
Data för en prefabricerad stomme resulterar i en klimatpåverkan av 215 kg CO2-e/m2 BTA vilket är 7 % lägre än för referensmodellen. Med specifik data för den prefabricerade stommen minskar klimatavtrycket till 195 kg CO2-e/m2 BTA.
Figur 4.9. Klimatpåverkan från One Click LCA med hänsyn till förändring av materialdata i referensmodellen 0,0
50,0 100,0 150,0 200,0 250,0
Modell 1 Modell 2 Modell 3
kg CO2-e/m2BTA
Övrigt Gips Trämaterial Isolering Cellplast - EPS Armering Betong
232
173 163 215
195
0 50 100 150 200 250
kg CO2-e/m2BTA
Referensmodell (Generisk data)
Referensmodell (Specifik data)
Klimatförbättrad betong och armering (Generisk data) Prefab (Generisk data) Prefab (Specifik data) -26% -30%
-7%
-16%
28
5 Diskussion
I avsnittet analyseras och utvärderas fastställt resultat med hänsyn till bakomliggande teori.
Utmaningar och förbättringsmöjligheter diskuteras med avseende på svar från genomförd enkätundersökning och jämförelse av materialval härleds till analyser från
klimatberäkningsverktygen.
5.1 Kartläggning av utmaningar och möjligheter
Resultatet från enkäten visar att konstruktörer generellt inte lägger något extra fokus på hållbarhetsaspekter när de projekterar vilket framför allt verkar bottna i att detta vanligtvis inte kravställs. Varken från lagar, regler, beställare eller andra projektörer. Många företag har dock högt uppsatta hållbarhetsmål vilket borde vara underlag för konstruktörer att beakta hållbarhetsaspekter i större skala vid projektering. Även de kommande kraven på
klimatdeklarationer kan ses som driftkraft för en möjlig ökning av kravställt miljöarbete från beställare.
Majoriteten av konstruktörerna som besvarade enkäten menar att de anpassar detaljnivån för projektering i 3D beroende på projektets omfattning. Även detta tror jag kan härledas till åsikter kring bristfällig kravställning. Noggrann 3D-projektering är en förutsättning för att enkelt kunna genomföra klimatberäkningar direkt från modellerna men det tar också längre tid. Finns inga krav på detaljprojektering i 3D budgeteras inte heller för den extra tiden det tar.
Enkäten visar att den största utmaningen för konstruktörers hållbarhetsarbete är att de kommer in i för sent skede för att vara med och påverka, framför allt materialval, för
projektet. Ett tydligt fokus riktas mot beställaren och entreprenörens önskemål om att bygga till minsta möjliga kostnad och att hållbarhetsaspekten många gånger faller bort till följd av detta. Att bygga hållbart kan över tid ge ekonomiska vinster men det faller då utanför entreprenörens ramar.
Flera respondenter har erfarenhet av miljöcertifiering som verktyg för att främja ett mer hållbart byggande från tidigare uppdrag, men menar att de som konstruktörer inte påverkats nämnvärt av detta under projektens gång. Projekt inleds med målsättningen att uppnå en certifiering men på grund av ekonomi, dels kostnad för projektet men även för själva certifieringen, nedprioriteras detta i slutskeden av projekt. Jag tror att detta kommer att förändras i framtiden då miljöcertifieringar, i takt med den ökande medvetenheten kring hållbarhet ses som en stor konkurrenskraft i branschen. Med anledning av detta kommer nog även konstruktörer att på sikt involveras mer i arbetet mot att uppnå miljöcertifieringar i uppdrag.
För konstruktörer återfinns de största möjligheterna att påverka en byggnads klimatavtryck i optimering av dimensioner och val av materialkvalitet. Respondenternas svar visar på att majoriteten redan arbetar aktivt med medvetna materialval och optimering av konstruktionen för minskad materialåtgång vilket pekar på en god utveckling mot minskad klimatpåverkan.
Utöver detta kan även andra hållbarhetsaspekter beaktas. Val av prefabricerade lösningar ger
