Process för återbruk av stålstommar
Emil Sjöström
Examensarbete
Huvudområde: Byggnadsteknik Högskolepoäng: 15 hp
Termin/år: VT 2020
Handledare: Jonas Jonasson Examinator: Lars-Åke Mikaelsson Kurskod/registreringsnummer: BT024G
Utbildningsprogram: Byggingenjör hållbart byggande, 180 hp
Sammanfattning
Stål är ett material som går att återvinna hur många gånger som helst utan att egenskaperna försämras.
Men i återvinningsprocessen släpps det ut stora mängder koldioxid vilket har en negativ påverkan på klimat och miljö. Av den anledningen har intresset att försöka återanvända stål ökat för att försöka motverka dessa effekter. Idag är det tyvärr bara en liten andel av stålstommar som återbrukas i Sverige vilket kan ha att göra med avsaknaden av en större marknad och oklarheter i gällande regelverk. Men också att byggnader generellt inte är projekterade för att kunna demonteras, detta medför att tidsplaner och kostnader påverkas negativt vilket avskräcker aktörer från att återbruka stålstommar.
Idag finns det lite vägledning i hur en återbruksprocess skulle kunna se ut.
Syftet med denna studie är att ta fram information och försöka kartlägga hur en återbruksprocess skulle kunna se ut i Sverige, och med det också eventuella hinder och provningsmetoder som finns. Detta för att i slutändan kunna säkerställa stålets kvalitet och möjlighet till återbruk, samtidigt som medvetenheten hos aktörer och företag kan öka.
I studien har intervjuer med sakkunniga inom ämnet utförts tillsammans med litteratursökning. Studien har resulterat i en generell process för återbruk av stålstommar som kan tillämpas i Sverige. För att återbruk av stålstommar ska bli mer eftertraktat krävs dock ändringar, både i projekteringsfasen för nya byggnader och formuleringar i regelverk måste ses över. Tillsammans med det krävs att en marknad för återbruk byggs upp så att aktörer kan få tag på återbrukbart stål till nya konstruktioner.
Nyckelord: Återbruk av stålstommar, kvalitetsmetoder för stål, Process
Abstract
Steel is a material that can be recycled unlimited amount of times as possible without deteriorating its properties, but in the recycling process large amounts of carbon dioxide are released, which has a negative impact on climate and the environment. For this reason, interest in trying to recycle steel has increased in order to counteract these effects. Unfortunately, today only a small proportion of steel frames are reused in Sweden, which has to do with the absence of a larger market and uncertainties in the current regulations. But also that buildings are generally not designed to be dismantled. This has a negative impact on schedules and costs, which discourages players from recycling steel frames.
Today, there is little guidance in what a recycling process might look like. The purpose of this study is to generate information and try to map what a recycling process could look like in Sweden, and with it also possible obstacles and testing methods. This is to ultimately be able to ensure the quality of the steel and the possibility of reuse, while at the same time raising the awareness of business.
In the study, interviews with experts in the subject were conducted together with literature search. The study has resulted in a general recycling process for steel frames that can be applied in Sweden.
However, for reuse of steel frames to be more sought after, changes are required, both in the design phase for new buildings and formulations in regulations must be reviewed. Together with that a market needs to be built up so that actors can get hold of reusable steel for new constructions.
Keywords: Recycling of steel frames, quality methods for steel, Process
Förord
Detta är ett examensarbete som omfattar 15 högskolepoäng och är mitt sista arbete och avslutande kurs i min utbildning på Mittuniversitetet i Östersund på Programmet Byggingenjör Hållbart byggande, 180 hp.
Examensarbetet har utförts på Sweco Structures AB i Östersund under VT 2020, och undersöker hur stålstommar ska kunna återanvändas till nya konstruktioner. Specifikt hur en återbruksprocess skulle kunna se ut.
Ett stort tack till mina handledare på Sweco Structures som hjälpt mig i mitt arbete med vägledning och information, jag vill också tacka mina lärare och klasskamrater som gjort mina studier på Mittuniversitetet i Östersund till en minnesvärd och lärorik erfarenhet. Min tid på Mittuniversitetet har både varit rolig och givande och är något som jag kommer att ta med mig i mitt kommande arbetsliv.
Östersund, 2020-05-28
Emil Sjöström
Innehåll
Sammanfattning Abstract
Förord
Termer och förkortningar
1. Introduktion ... 1
1.1 Problemformulering 2
1.2 Syfte 2
1.3 Forskningsfrågor 2
1.4 Avgränsningar 2
1.5 Tidigare studier inom området 3
1.5.1 Cirkulär ekonomi 3
1.5.2 Bygga demonterbart 4
1.5.3 Kvalitetssäkring 4
1.5.3.1 Ultraljudprovning 5
1.5.3.2 Visuell kontroll 6
1.5.3.3 Radiografisk provning 6
1.5.4 Påverkan som förkortar livslängd 6
1.5.4.1 Utmattning 6
1.5.4.2 Brand 7
1.5.4.3 Korrosion 7
1.5.5 Regelverk 8
1.5.5.1 Klimatdeklarera 2022 8
1.5.5.2 CE-märkning och prestandadeklaration 9
1.5.5.3 Standarder och intyg 9
1.5.6 Möjligheter och hinder för återbruk av stålstommar 9
2. Metod... 11
2.1 Litteratursökning 11
2.2 Datainsamling 13
2.3 Urval 13
2.4 Analys 13
2.5 Etiska överväganden 14
3. Resultat ... 14
3.1 Intervju 1 14
3.2 Intervju 2 15
4.1 Resultatdiskussion 16
4.1.1 Kvalitetssäkring och påverkan 17
4.1.2 Kontrollintyg och Certifiering 17
4.1.3 Regelverk 18
4.2 Metoddiskussion 18
4.2.1 Reliabilitet 19
4.2.2 Validitet 19
4.2.3 Generaliserbarhet 20
5. Slutsats ... 21 6. Förslag till fortsatta studier ... 22 Referenslista
Bilaga 1 – Tidplan Bilaga 2 – Frågeguide
Bilaga 3 – Brev till intervjukandidat
Bilaga 4 – Informerat samtycke och användning av personuppgifter Bilaga 5 – Återbruksprocess
Termer och förkortningar
AMA - Allmän material- och arbetsbeskrivning CE - Conformité Européenne
vilket betyder i överensstämmelse med EG-direktiven, EG-direktiven är de regler som EU:s medlemsländer minst måste ha och följa
EKS - Europeiska konstruktionsstandarder RA - Råd och Anvisningar
SBI - Stålbyggnadsinstitutet
SBUF - Svenska Byggbranschens Utvecklingsfond SCI -The steel construction institute I Storbritannien SSI - Statens strålskyddsinstitut
RF- Relativ luftfuktighet
1. Introduktion
Allt eftersom utvecklingen av det moderna samhället går framåt så ökar mängden byggavfall i världen.
Bara i Sverige uppgick byggavfallet i byggsektorn 2016 till 9,8 miljoner ton byggavfall och stod då för cirka 31% av den totala avfallsmängden i landet. Jämfört med 2014 är det en ökning på 0.9 miljoner ton och den statistiken innehåller inte avfall såsom impregnerat trä och jordmassor. Utav dessa 31 % återvinns endast 50% av avfallet. (Boverket, 2020)
Stål är ett material som går att återvinna hur många gånger som helst utan att kvaliteten försämras och är därmed ett mycket återvinningsvänligt material. (Jernkontoret, 2019) Stål återvinns idag mer än övriga material tillsammans men trots det så står endast återvunnet stål för endast 25 % av de stålmaterial som används vid nyproduktion, och resterande 75% måste göras av malm. (Olofsson, 2018)
Efterfrågan på återvunnet stål och andra metaller är mycket hög (Naturvårdsverket, 2018a). Men
problemet med att återvinna stål är att även om stålets egenskaper gör det till den perfekta kandidaten för ett sådant ändamål så har en sådan process sina nackdelar. Vid återvinning av stål och skrot kommer utsläpp som exempelvis koldioxid, detta ger en negativ miljöpåverkan och kallas för koldioxideffekten.
(SSAB,2020) (Teresa et al,. 2020) Koldioxid är en växthusgas som bidrar till ökad klimatförändring vilket kan märkas av genom att jordens medeltemperatur har ökat genom åren. Miljöpåverkan från stålindustrin kommer främst från energianvändning då det krävs mycket energi för att framställa och återvinna stål.
(SBI 2008 s.264–271)Av den anledningen så är det av intresse att främja återbruk av stål istället för att direkt gå till återvinning. Detta stärks också av Naturvårdsverket som vill se att avfall ska förebyggas genom att mervärdet för produkten ska bevaras så långt som möjligt. (Naturvårdsverket, 2019a) Återbruk skulle därför minska de miljöekonomiska kostnaderna (M. Pongiglione & C. Calderini, 2014).
Avfallstrappan är ett hierarkiskt system som används av både Sverige och EU. Systemet visar de olika stegen i utnyttjande av produkter som man vill försöka följa. En del av denna trappa är återbruk eller även kallat återanvändning som innebär att produkten används igen, på samma sätt eller till något annat användningsområde. När en produkt återvinns tas materialet från produkten om hand och som i stålets fall smälts ner och blir nytt stål. För återbruk av stål krävs att kontroller och åtgärder har utförts på
produkten, såsom reparationer och kvalitetskontroller för att återanvändning av produkten ska vara möjlig (Naturvårdsverket, 2018b).
Idag är återbruk av stålkonstruktioner inte särskilt vanligt och det kan ha mycket att göra med att det finns mycket krav och för liten kompetens inom området. (Krook, J. (2017, december) Vad behövs då för att öka graden av återbruk av stålstommar i Sverige?
1.1 Problemformulering
Återanvändning av byggmaterial är något som har diskuterats en hel del men ännu så finns det ingen klar lösning eller metod för att kunna återbruka allt material i en byggnad, utan bara delar av den. (Teresa et al,. 2020) Stål går idag att återvinna genom att bland annat smälta ner stålet för att senare forma det till någon ny produkt och användningsområde. Genom att istället återbruka stålet skulle utsläppen kunna minska genom att hoppa över det energikrävande steget med nedsmältning i processen för produktion av stålet då stålet redan är tillverkat. (Naturvårdsverket, 2019a)
Det finns också de miljöekonomiska aspekterna med att hoppa över onödiga produktionssteg, genom återbruk av stål skulle pengar eventuellt kunna sparas. (M. Pongiglione & C. Calderini, 2014) Det finns med andra ord många fördelar med att återbruka stålet istället för att återvinna eller producera nytt, så hur kan återbruket av stål öka?
Idag finns det lite vägledning i hur en återbruksprocess för stålstommar skulle kunna se ut där steg för steg förklaras för att snabbt kunna ge en bra översikt för hur man kan gå tillväga. En sådan vägledning skulle kunna ge ökad medvetenhet av återbrukbara stålstommar och därefter öka utövandet av återbruk av stålstommar inom byggbranschen. En tydlig och praktisk genomförbar process för återbruk skulle vara mycket välkommen eftersom en återbruksmarknad på stålstommar idag är liten i Sverige.
1.2 Syfte
För att öka återbruk av stålstommar och på det viset minska byggbranschens miljöpåverkan, samt bidra till omställningen om en mer hållbar och cirkulär ekonomi behövs mer kunskap inom återbruk av
stålstommar. Genom att ta reda på hinder och möjligheter för återbruk av stålstommar, samtidigt som en återbruksprocess tas fram syftar arbetet till att öka medvetenheten om återbruk, ge bättre vägledning och på så sätt bidra till ett större användande av återbrukade stålstommar i Sverige.
1.3 Forskningsfrågor
1. Hur skulle en process för återbruk av stålstommar kunna se ut för att underlätta förfarandet?
2. Vad krävs för att återbruk av stålstommar ska bli praktiskt genomförbart och användas i högre utsträckning av aktörer i Sverige?
1.4 Avgränsningar
Rapporten tar inte hänsyn till kostnader för hela processen eller delar av den då kostnaderna kan variera mycket från fall till fall.
Juridiska aspekterna till hur det är möjligt för återbruk av stålstommar utreds inte på djupet utan läggs istället fram för att belysa möjligheter och hinder i processen.
1.5 Tidigare studier inom området
1.5.1 Cirkulär ekonomi
Sverige och många andra länder arbetar hårt för att ställa om till cirkulär ekonomi för att skapa ett mer hållbart nyttjande av resurser, och på så sätt minska resursåtgång och dess påverkan på miljön och klimatet. Det traditionella systemet är linjär ekonomi, se Figur 1, som bygger på att vi tillverkar produkter som vi använder för att senare kasta dem. Cirkulär ekonomi bygger på att vi återanvänder produkterna så mycket som möjligt innan dessa återvinns eller går till avfall, se Figur 2. Nya produkter ska också försöka sträva efter att i så stor utsträckning som möjligt produceras av återvunnet material för att minska
påfrestningen på jorden. (Teresa et al,. 2020) 2016 tillsatte Sveriges regering en utredare vars uppdrag var att utreda och ta fram förslag till styrmedel som ska förebygga avfall och förespråka cirkulär ekonomi.
(SOU 2017:22) Detta går hand i hand med EU där det pågår stora insatser för att göra cirkulär ekonomi funktionellt. Åtgärder som ska underlätta återanvändning och demontering men också reparationer är något som diskuterats mycket (Naturvårdsverket, 2018a) Deponiskatt är ett ekonomiskt styrmedel som används i Sverige och som har funnits sedan år 2000, som gjorde att avfall skulle beskattas med 250 kr per ton avfall. Detta var ett incitament i ett försök att minska mängden avfall och göra återvinning mer miljö och resursmässigt effektivt. Deponiskatten har sedan år 2000 stegvis ökat, och var år 2019 på 520 kr per ton avfall. (Avfall Sverige, 2019)
Figur 1. De olika faserna för en linjär ekonomi. (Naturskyddsföreningen, 2020)
Figur 2. De olika faserna för en cirkulär ekonomi. (Naturskyddsföreningen, 2020)
1.5.2 Bygga demonterbart
Att bygga demonterbart för att göra återanvändning av stålstommar lättare och mer tillgängligt är en studie som gjorts på Luleå tekniska universitet 2016. Genom att projektera för demontering skulle möjligheterna till ökad återanvändning av stålstommar öka. Studien ser till vad som behöver göras vid projekteringen av en byggnad samt vilka problem som finns och hur kvaliteten på stålet kan fastställas.
Studien kom fram till att det finns riktlinjer för hur en projektering för demontering ska gå till och vikten av att dessa följs. Studien visar också att det inte nödvändigtvis skulle gå att göra en ekonomisk vinst då en projektering för att demontera en byggnad tar längre tid, och att tiden för att sortera alla byggdelar inför återanvändning skulle göra att kostnaderna skulle öka jämfört med traditionell projektering och
demontering. Skulle dock en demonteringsplan finnas för den aktuella byggnaden så behöver inte rivningsarbetet ta någon längre tid än normalt. (Lundman, 2016)
Byggnader som är byggda med stålstommar har bra möjligheter att demonteras beroende på hur stommen är ihopkopplad och hur utförande av byggnaden ser ut. I dag konstrueras den större delen av stålhallar med sammankopplingar som skruvförband. Det ger snabb och relativt smidig montering av konstruktionen. Med skruvförband får byggnaden även goda förutsättningar för att demonteras då byggdelarna inte behöver skäras ner för att kunna plocka isär stommen. Istället går det att lossa bultarna eller skära av dom och då undvika negativ påverkan på materialet av stommen. (M. Fujita & M. Iwata 2008) (F. Masanori, & M. Iwata. 2008a) Problemet med att demontera en bostadsbyggnad för att återanvända stomsystemet är att det kan ta upp till tre gånger så lång tid med rivningsarbetet kontra traditionell rivning. Mycket tid läggs i rivningen till att sortera ut det byggmaterial som kan användas någon annanstans från farliga material och material som ska kastas. Detta ökar givetvis
rivningskostnaden för bostadsbyggnaden. (Nakajima & Russell 2014)
1.5.3 Kvalitetssäkring
När stålet har demonterats behöver kvaliteten säkerställas vilket kan göras med en del olika metoder.
Metoderna som finns delas upp i två kategorier, förstörande och oförstörande provtagning. Vid oförstörande provtagning använder man sig av metoder som inte skadar eller påverkar materialets egenskaper när man tar fram informationen. (M. Fujita & T. Masuda 2014)
Förstörande provning används då information om materialets egenskaper inte går att få fram via oförstörande provning. Vid förstörande provning utsätts materialet för olika tester som i slutändan antingen förstör eller gör materialet oanvändbart. När förstörande provning används på stål är det för att ta fram information om sträckgräns och brottgräns i materialet. (Burström & Nilvér, 2018 s.156–160) Kemisk sammansättning är också något som är intressant för att bland annat få fram svetsbarhet i materialet. Dessa tre egenskaper är några delar av materialets information som måste vara känd för att kunna fylla i ett kontrollintyg som är definierat i SS-EN 10204, vilket beskrivs mer under avsnittet regelverk. (BE Group Sverige AB, 2016)
Vid oförstörande provtagning ökar träffsäkerheten ju flera prover som tas inom en provgrupp.
Oförstörande provtagning duger för den basala informationen om stålet. Men med ständigt ökande krav på stål och dess egenskaper kommer behovet för att också göra förstörande prover alltid att finnas.
(Wallin, Gunnar 1973 s.13) Det finns flera provningsmetoder som har sina egna tillämpningar och tekniker. Vilken metod som bör användas styrs av vad som ska kontrolleras och vilka defekter som kan förväntas hittas i materialet. (Jernkontoret, 2007)
Frågor som behöver besvaras inför val av provningsmetod är (Jernkontoret, 2007):
● Varför görs provningen?
● Vilka defekter förväntas materialet?
● Vilken storlek och placering av defekten finns?
● Vad är det för storlek och form på provmaterialet?
● Vad har provmaterialet för struktur och sammansättning?
Några oförstörande provningsmetoder som finns är (Jernkontoret, 2007):
● Ultraljudprovning (UT)
● Visuell kontroll (VT)
● Radiografisk provning (RT)
● Magnetpulver provning (MT)
● Penetrantprovning (PT)
Dessa metoder kräver kvalificerad personal för att kunna utföras och säkerställa resultatet av provningen på ett korrekt sätt, detta då resultatet kan vara mångtydigt. (Jernkontoret, 2007)
1.5.3.1 Ultraljudprovning
Innan moderna mätningsinstrument fanns kunde man slå på materialet för att lyssna på vad den hade för klang, om ljudet som uppstod lät rent eller ej. På sådant sätt kunde sprickor och andra inhomogeniteter upptäckas. Idag har ultraljudsprovning utvecklats och mätinstrument tagits fram för att effektivisera metoden. (Wallin, 1973 s.141) Metoden fungerar genom att ljudvågor skickas in i materialet med mellan 0,1–20000 MHz. Vågorna vandrar genom materialet och när en defekt träffas av en våg reflekteras vågen tillbaka till mottagaren (Sökare) se Figur 3. Med högre frekvens ökar möjligheten att hitta mindre defekter.
Metoden används både vid tillverkning och slutkontroller av material, men är bättre på att hitta större defekter än mindre då utslaget bli svårare att tyda ju mindre defekter som registreras. (Jernkontoret, 2007) (M. Fujita & T. Masuda 2014)
Figur 3. visar principen för hur ultraljudsprovning fungerar. (Jernkontoret, 2007)
1.5.3.2 Visuell kontroll
Denna metod är den äldsta metoden som används för oförstörande provning. Metoden är mycket bra för att upptäcka ytliga defekter i materialet såsom sprickor, färg och form för att nämna några. Med på grund av det mänskliga ögats begränsningar har den visuella kontrollmetoden utvecklats för att bli mera effektiv.
Mikroskop och speglar kan bland annat användas för att förstora defekter på ytan och ge en bättre
upplösningsförmåga samtidigt som kontrollerna kan göras snabbare. Metoden har också utvecklats för att kunna kontrollera områden som normalt inte skulle kunna nås, insidan av rör och andra trånga utrymmen är några exempel på platser som visuell kontrollmetod är mycket användbar för. (Wallin, 1973 s.14) 1.5.3.3 Radiografisk provning
Radiografisk provning är en metod som lämpar sig bra för att hitta diskontinuiteter i olika material och fungerar bra på stål. Metoden går ut på att det skickas joniserande strålning genom materialet för att sedan svärta en fotografisk film på andra sidan. På filmen kan man efter framkallning se en bild av strålningen som har absorberats på olika sätt baserat på inhomogeniteter i materialet och utifrån bilden utläsa defekter, se Figur 4. Metoden använder strålning och det är då av största vikt att människor runt provningen skyddas från denna strålning. Hur detta ska göras kan utläsas av Statens strålskyddsinstituts (SSI) anvisningar om strålskydd. (Jernkontoret, 2007)
Figur 4. visar hur principen för radiografisk provning fungerar (Jernkontoret, 2007).
1.5.4 Påverkan som förkortar livslängd
Det finns flera saker som kan påverka stålstommens livslängd och lämplighet för återbruk. Nedan beskrivs några av dem.
1.5.4.1 Utmattning
Utmattning av stål kan ge upphov till spröda brott vilket sker utan förvarning till skillnad från ett statiskt brott som är segt. När stålet utsätts för en belastning i omgångar, en så kallad belastningscykel, kan mikrosprickor i stålet uppkomma. Med tiden kommer dessa mikrosprickor att växa, sprickpropagering, och
till sist blir de så stora att ett brott inträffar, restbrott. En konstruktions livslängd minskar i takt med att antalet belastningscykler ökar. Risken är som störst att utmattningsbrott sker i en konstruktion där belastning sker i bägge riktningarna, det vill säga att både drag och tryckspänningar sker vid en viss punkt. Exempel på sådan last kan vara trafik som går över en bro. (Isaksson, Mårtensson, &
Thelandersson, 2017 s.230–232) I Storbritannien har SCI (The Steel Construction Institute) tagit fram ett protokoll för återbruk av stålstommar, där stål som utsatts för utmattande belastning inte anses vara en bra kandidat för återbruk och behandlas därmed inte av protokollet. (SCI, 2019) Anledningen till detta kan vara att det är svårt att livslängdsbedöma stål som utsatts för utmattande belastning, detta då metoder för att ta fram livslängden på utmattat stål varierar mycket beroende på lokala förhållanden och har därefter mycket stor spridning av provningsresultat. (Isaksson, Mårtensson, & Thelandersson, 2017 s.231–232) 1.5.4.2 Brand
I en brand påverkas inte stål på samma sätt som till exempel trä då stål är ett obrännbart material och av den anledningen påverkas endast stålets mekaniska egenskaper i ett brandförlopp. Vid en stigande temperatur förändras stålets hållfasthet och dess elasticitetsmodul negativt. (SBI 2008 s.169)När stålet värms upp kommer så kallade krypdeformationer att inträffa omkring 400 grader, och med ökande temperatur så kommer krypdeformationerna att öka kraftigt och balken kan deformeras.
För att förhindra att branden påverkar stålet finns det olika metoder att använda sig av. Bland annat att bygga in stålet med gips och isolering eller att brandmåla stålet. Vid synliga delar används ofta
brandskyddsmålning som skydd mot brand. När en brand har utbrutit i en byggnad kommer färgen att expandera och svälla för att skapa ett värmeisolerande skikt. Skiktet kommer att skydda stålet från värmen och på så sätt hindra branden att påverka stålet under en viss tid. (Burström & Nilvér, 2018 s.223–225) Att återanvända stålstommar som utsatts för brand är inte helt enkelt och tydligt i tillvägagångssätt. Stål som S235 och S275 antas eventuellt kunna ha cirka 90% av sina mekaniska egenskaper, medan stål som S355 kan ha 75% kvar efter att ha utsatts för temperaturer över 600 °C, förutsatt att stålstommen inte har deformerats. Tyvärr finns det väldigt lite klarhet i detta och det finns heller inte någon konstruktionsstandard för stålkonstruktioner som gör antaganden eller förslag på hur detta ska hanteras. Detta är något som måste tas fram för att göra återbruksmöjligheterna för
brandskadade stålstommar möjlig. (Xuhong et al., 2015) 1.5.4.3 Korrosion
Korrosion är stål som rostar och bryts ner i en så kallad elektrokemisk process. (SBI 2008 s.183) För att processen ska ta fart krävs en relativ luftfuktighet (RF) på ca 60% eller högre, för att processen ska fungera krävs därför både vatten och syre. Konstruktioner som är i torra miljöer och inomhus rostar därför inte. Men det är inte bara luft och vatten som kan påverka materialet, om luften är smutsig kan smutsen lägga sig på materialets yta och binda vatten vilket gör att vattnet ansamlas bättre och gör
korrosionsprocessen möjlig. Med smutsen på ytan kan korrosion ske även under 60% luftfuktighet. PH- värde och temperatur är också några anledningar till att korrosion kan ske. Av den anledningen är stål mera utsatt för korrosion vid kuster än vid inlandet då saltvatten är mycket värre än sötvatten för korrosionen.
För att motverka korrosion finns det olika metoder som går att använda, bland annat förzinkning,
rostskyddsmålning och emaljering. Av dessa tre är rostskyddsmålning den vanligaste metoden. (Burström
& Nilvér, 2018 s.406–407)
Beroende på i vilken miljö som stålet är placerad i klassas det därför i olika korrosionsklasser som beskriver hur aggressiv miljön är och korrosionsskyddnivå som behövs. (SBI 2008 s.184–185)Stål kan med hjälp av ytbehandlingar bli väldigt motståndskraftig mot korrosion och påverkas därför inte lika mycket över tid. (BE Group Sverige AB, 2016 s.8) Korroderat stål kan via en oförstörande provning
avgöra om det går att återbruka eller ej, genom att söka efter eventuella sprickbildningar, detta kan göras med visuell kontroll. (Lundman, 2016) Om stålet skulle vara korrosionsskadat går mindre skador att reparera genom svetsning. Omfattande skador kan anses vara om korrosionen är mer än 5% av tjockleken på stålstommen.
Om stålstommen har ett rostskydd och är tänkt för återbruk måste en del olika faktorer tas omhand. Bland annat måste rostskyddet kontrolleras och ses över om eventuella reparationer behövs. En kontroll om exempelvis rostskyddet är giftigt och kanske förbjudet enligt gällande lagstiftning är också något som behövs. En tredje variabel som behöver undersökas är om rostskyddet kan vara gammalt, även om det är intakt måste en utvärdering av skyddet göras för att ta reda på om skyddet behöver förnyas eller ej.
Detta eftersom ett rostskydd endast beräknas hålla under en viss tid. (SCI, 2019) 1.5.5 Regelverk
Boverket är en förvaltningsmyndighet som ger vägledning inom plan- och bygglagen samt bygg- och rivningsverksamhet. (Naturvårdsverket, 2019b) Boverket jobbar med kunskapsspridning och eftersträvar att miljömålet “god bebyggd miljö” uppfylls. En stor del av arbetet är därför att ta fram vägledning och föreskrifter, men också att administrera bidrag och statliga stöd. (Boverket, 2017)
Boverkets konstruktionsregler innehåller föreskrifter och allmänna råd till kraven på byggnadsverkets konstruktion. Dessa konstruktionsregler kallas även EKS och anger hur de europeiska
konstruktionsstandarderna, så kallade eurokoder, ska användas. Eurokoderna och EKS utgör tillsammans det regelverk som Sverige använder sig utav vid verifiering av stadga, bärförmåga och beständighet av ett byggnadsverk. Varje del av EKS behandlar varsin eurokod. Alla eurokoder behandlas inte av EKS, anledningen till detta är att alla eurokoder inte är relevanta för Sverige enligt Boverket.
Exempel på eurokod som inte är relevant är eurokod 8 dimensionering av bärverk avseende jordbävningar. Personen som har ansvaret att dessa regler följs i arbetet är byggherren. (Boverket, 2020c)
Byggherren ansvarar för att se till att de åtgärder som görs inom rivning, bygg och markskedet görs på ett sådant sätt att de krav som ställts uppfylls. (Mattsson & Hagander, 2016 s.116) En kontrollplan ska tas fram av byggherren där planen ska ta hänsyn till bland annat vilka kontroller som ska göras och av vem.
Kontrollplanen ska vara anpassad till det enskilda projektet och dess omständigheter på ett sådant sätt att alla väsentliga krav som finns i 8 kap. 4 § PBL uppfylls. (Mattsson & Hagander, 2016 s.121–122) Byggherren ansvarar för att välja lämpliga byggprodukter så att slutprodukten uppfyller de tekniska egenskapskraven som finns i byggreglerna (Boverket, 2016b) När byggherren köper en produkt tar han även över ansvaret att produkten uppfyller de krav produkten ska uppfylla i den nya konstruktionen.
(Boverket, 2016a)
1.5.5.1 Klimatdeklarera 2022
År 2022 avser regeringen att införa en klimatdeklaration som byggherren ska ansvara för att ta fram vid nybyggnation av byggnader. Syftet är att försöka minska miljöpåverkan från bygg- och fastighetssektorn som idag påverkar både miljön och klimatet betydligt. Boverket har fått detta i uppdrag och har delat upp det i fyra delar. Del ett består av att ta fram en öppen databas där information som ska kunna hjälpa till med beräkningar för klimatpåverkan för byggnader ska finnas, och då ur livscykelperspektiv. Denna del beräknas vara i bruk år 2021 och görs i samarbete med Naturvårdsverket och Trafikverket. Del två är att ta fram ett klimatdeklarationsregister som har som mål att vara i bruk i januari 2022. Tredje delen är att löpande fram tills lagen träder i kraft ta fram information och vägledningsmaterial. Del fyra, som är den sista delen, ska ta fram en plan för utveckling av klimatdeklarationen med en kommande slutrapport som ska lämnas till regeringen juni 2020. (Boverket, 2020b)
1.5.5.2 CE-märkning och prestandadeklaration
CE-märkning innebär att en importör eller tillverkare intygar att produkten i fråga håller de hälso-, miljö- och säkerhetskrav som EU ställer. CE-märkning fungerar också som ett handelsmärke som säger att en produkt som blivit CE-märkt kan säljas fritt i Europa. (SIS, 2020)
För att stålkomponenter ska få säljas och levereras till arbetsplatser i Sverige har det tillkommit krav om att en prestandadeklaration och CE-märkning ska finnas. En prestandadeklaration innehåller information om tillverkaren samt information om produktens egenskaper och prestanda. Detta krav infördes och började gälla 2014 i Sverige. (Boverket, 2016b) Kraven på dessa två dokument regleras i EU:s
byggproduktförordning och gäller även bärande stål och aluminiumkonstruktioner enligt EN 1090–1. (SIS, 2020) SS-EN 1090–1 beskriver och anger de krav och dokumentation som måste uppfyllas för att bärverk i stål ska kunna CE-märkas. (SBUF, 2018). En anledning till att dessa krav finns är för att det ska göra det lättare att handla och sälja produkter inom Europa. (SIS, 2020)
1.5.5.3 Standarder och intyg
Ett intyg eller inspektionscertifikat är ett dokument som behöver följa med leveranser av all form av metallprodukter. SS-EN 10204:2005 specificeras vilka dokument och intyg som behöver följa med för att stämma överens med beställningskraven som ställts. Intygen finns i olika utföranden, 2.1–2.2 och 3.1–
3.2. Intyg 2.1 är en icke-specifik kontroll där tillverkaren använder sina egna metoder för att kontrollera att produkten uppfyller specifikationerna men lämnar inte ut provresultaten. 2.2 intyg är ett kvalitetsintyg som innebär att beställaren intygar att varorna stämmer överens med beställningen och att kontroll av detta har genomförts, samt att resultaten är grundade på icke specifik kontroll. 3.1 är ett kontrollintyg där tillverkaren till skillnad från 2.1 intygar att produkten stämmer överens med vad beställaren har angivit tillsammans med provresultaten från kontrollerna. Dokumentet måste också valideras av en oberoende auktoriserad tredjepart. 3.2 är också ett dokument där både tillverkaren och den auktoriserade tredje parten intygar att produkterna stämmer överens med beställning och lämnar ut provresultaten. (SS-EN 10204:2005)
SS-EN 10168:2004 är den standard som beskriver vilken information som ska förmedlas i intygen, och säger att samtliga intyg ska innehålla ett utlåtande om att produkterna överensstämmer med kraven i beställning. Utöver uttalandet ska intygen innehålla information om de inblandade parterna tillsammans med en produktbeskrivning och produktens utformning. Annan information som ska finnas är resultat från dragprov, slaghetsprov och kemisk sammansättning för att nämna några se. Dessa värden går enbart att få fram via förstörande provning. (SS-EN 10168:2004)
1.5.6 Möjligheter och hinder för återbruk av stålstommar
En förstudie gjordes 2018 av SBUF vars syfte var att identifiera eventuella hinder och möjligheter till återbruk i gällande regelverk (SBUF, 2018). Studien tittar på två olika provningsmetoder för oförstörande provtagning, hårdhetsmätning för brottgräns och portabla spektrometer för analys av kemisk
sammansättning. Rapporten kommer fram till att en del av hindren till ett effektivare återbruk är att demontering behöver uppmuntras, då det idag finns för lite incitament för återbruk. Rapporten finner också att det inte fanns några hinder gällande dåvarande regelverk i Sverige, och föreslår tre processer för hur återbruk av stålkomponenter skulle kunna se ut. (SBUF, 2018) Hinder för att återbruk ska kunna få ett större inslag i byggbranschen är att företag ofta satsar på att minska arbetskostnader. Med det så blir intresset för att effektivisera sin resursanvändning mindre då det skulle kräva mera tid och pengar.
(Skelton et al,. 2013) I Storbritannien har man också identifierat några anledningar till att återbruk av stålstommar inte utövas på större skala. Några av anledningarna är att efterfrågan på återbrukade
stålstommar är låg. Problem med lagerhållning är också något som identifierats, då det krävs stora lagerlokaler och aktörer som är villiga att arbeta med detta. Dessa anledningar gör att det inte finns många som är villiga att göra återbruk av stålstommar till en del av sin verksamhet. (Densley et al., 2017) 2008 gjordes en studie i Japan som tittade på hur livslängden av stålkomponenter skulle kunna förlängas i form av återbruk. Rapporten tittar på hur ett system för återbruk av stålkomponenter skulle kunna se ut.
Allt ifrån demontering och kvalitetssäkring som senare leder till förvaring, dokumentering och
kategorisering. Efter demontering och provning placeras Stålstommarna i olika kategorier som beskriver till vilka olika användningsområden och uppgifter som stommarna skulle kunna uppfylla. Det fiktiva systemet bygger på att stålstommar lagras i en databas som senare ska underlätta spårbarhet och användningsområdet för den. (M. Fujita & M. Iwata 2008b) Även SBUF har tagit upp sökbara databaser som nödvändigt för att underlätta återbruks processen (SBUF, 2018) Systemet skulle ge en bättre återbrukseffektivitet av stål som resurs, men också ett bättre underlag för projektering av nya byggnader.
Skulle ett sådant system gå att använda i stor skala skulle kanske återbrukat stål stå för majoriteten av stålmaterialet i en ny byggnad, istället för nyproducerat stål som skulle fungera som ett komplement istället. (M. Fujita & M. Iwata 2008b)
2. Metod
Denna studie är en kvalitativ studie där datainsamlingen består av en litteratursökning och intervjuer av branschfolk inom Stål- och byggbranschen för att uppfylla studiens forskningsfrågor.
Tidplanen för arbetet var åtta veckor där de tre första veckorna planerades för att skriva de inledande rubrikerna såsom inledning metod och syfte, men också till att inleda litteratursökningen. De tre senare veckorna planerades för faktasamling genom intervjuer och ytterligare fördjupning i ämnet genom rapportläsning. De sista två veckorna gick till att skriva de avslutande rapportdelarna såsom sammanfattning, diskussion och slutsats. Under arbetsgång gjordes enbart mindre avvikelser från tidsplanen Se Bilaga nr 1.
2.1 Litteratursökning
En litteratursökning genomfördes för att undersöka vilken kunskap som finns inom ämnet idag, dvs metoder för återbruk, kontroll av hållfasthet och processer. Som inledning till examensarbetet söktes kunskap inom ämnet stål och dess egenskaper i böcker, forskningsrapporter och artiklar. Detta följdes upp med hur kvalitet på stål fastställs och hur metodik inom återbruk av stål ser ut idag.
Litteratursökningen genomfördes för att bidra med svar på studiens forskningsfrågor samt kunskap för att kunna förbereda inför intervjuer.
Litteraturen som använts i denna studie består av studentlitteratur om stål som använts i programmet Byggingenjör hållbart byggande, 180 hp, på Mittuniversitet. Under examensarbetets gång har även litteratur som följd av tips från handledare och personer inom branschen använts. Initialt utfördes dock en bred litteratursökning på ett flertal databaser med olika nyckelord, se Tabell 1, i syfte att få en
grundförståelse i ämnet. (Höst, Regnell, & Runeson 2011 s.67) Litteraturen från den breda
litteratursökningen har bidragit till en grundförståelse i ämnet, utgjort ett underlag för att i ett senare skede ta fram intervjumallen samt bidragit med kunskap för att kunna göra en mer systematisk litteratursökning.
Tabell 1. Visar nyckelord, databaser och kriterier som används vid den breda litteratursökningen.
Nyckelord
Reuse steel, återbruk av stål, återanvändning av stålstommar Construction, konstruktion,
Oförstörande provning, Kvalitetsbedömning av stål, Tillståndsbedömning av stål Databaser
Google, Researchgate, Primo.
Inklusionskriterier
● Artiklar skrivna på engelska eller svenska
● Artiklar som är tillgängliga i fulltext
● Artiklar från 2000 till 2020
(I studien har både Peer-reviewed och icke Peer-reviewed artiklar tillåtits)
För att täcka upp för kunskapstapp som uppstått på grund av bortfall av intervjupersoner har en mer systematisk litteratursökning genomfört för att stärka arbetet. I den systematiska sökningen togs
söksträngen fram med hjälp av PEO-modellen som även kopplar mot arbetets forskningsfrågor, se Tabell
2. Inför denna sökning var det inkluderande kriteriet peer-rewied extra viktigt. (Höst, Regnell, & Runeson 2011 s.61) Söksträngen som används, kriterier och databaser sammanfattas i Tabell 3. Sökningen gav 12942 träffar men enbart de 100 första genomgick en första kvalitetskontroll, baserat på titel och sammanfattning. Från detta lästes nio relevanta artiklar igenom mer noggrant, varav sju slutligen användes i rapporten då det visade sig att två inte var relevant.
Tabell 2. PEO-modellen som använts för generering av sökord.
Forskningsfrågor
1. Hur skulle en process för återbruk av stålstommar kunna se ut för att underlätta förfarandet?
2. Vad krävs för att återbruk av stålstommar ska bli praktiskt genomförbart och användas i högre utsträckning av aktörer i Sverige?
P - Population E - Exposure O - Outcome
Stålstommar (steel) Stål för konstruktion
Återbruk (reuse) Bidra med kunskap för att underlätta och öka återbruket av
stålstommar i Sverige Tabell 3. Söksträng, databas och kriterier som används vid den systematiska sökningen.
Komplett söksträng Reuse AND steel Databaser Primo
Inklusionskriterier
● Peer-review artiklar
● konferenspublikationer
● Artiklar som är tillgängliga i fulltext
● Artiklar skrivna på engelska eller svenska
● Artiklar med open access
Den största delen av litteraturen består av forskningsrapporter och artiklar hämtat från den breda litteratursökningen. Från den systematiska litteratursökningen har peer-rewied artiklar hämtats för att stärka arbetet och ge en djupare förståelse inom viktiga delar. Från sökningarna valdes litteratur ut baserat på vilken rubrik den hade följt av genomläsning av sammanfattning för att ta reda på om de var relevanta för studien. De artiklar som först bedömts som relevanta lästes senare igenom mer noggrant och enbart ett fåtal har tagits med i rapporten. En bedömning av trovärdighet har även genomförts på referenser från den breda sökningen där bland annat Google används som databas, där referenser från myndigheter och branschorganisationer har setts som trovärdiga. Under arbetes gång har även mer specifik litteratur sökts fram genom riktade sökningar, för att ge en bättre förståelse av ny information eller vinklar som uppkommit från intervjuerna och kommentarer från handledare på Sweco. Exempel på detta är litteratur kring regelverk inom arbetet där sökningar med nyckelorden CE-märkning, SS-EN 1090–2 och SS-EN 10204 genomförts.
Sammanfattande består arbetet av både motiverande, jämförande och relaterade referenser. (Höst, Regnell, & Runeson 2011 s.69–70) Under arbetets gång har dock delar tagits bort och ny information för
att stärka delar som visats sig betydande för en process för återbruk av stål söks fram. All litteratur som slutligen använts i arbetet finns i referenslistan.
2.2 Datainsamling
I syfte att ge svar på samtliga frågeställningar utfördes kvalitativa intervjuer riktade till personer inom branschen. Intervjuerna syftade även till att ge en bild om hur återbruk av stålstommar fungerar i praktiken i Sverige idag. Intervjuerna utförs för att samla empirisk data, erfarenhet, om demontering av stålkonstruktioner och vilka svårigheter som de upplever. Men även för att ge svar på hur kvalitet på stål fastställs i praktiken samt hur de skulle kunna tänka sig vad som behöver göras för att göra återbruk av stålstommar mera breddat och utövat idag.
Innan intervjuerna genomfördes samlades fakta, i form av en bred litteratursökning, om vilka problem som tros finnas och om hur återbruk görs idag. Med hjälp av detta underlag togs en intervjumall fram se Bilaga nr 2, för att ge stöd och styrning under intervjuerna.
Intervjuerna genomfördes som halvöppna riktade intervjuer med hjälp av den i förväg framtagna intervjumallen, se Bilaga 2. Intervjuerna utfördes via telefon och var beräknade att ta 20 minuter men i verkligheten tog de uppemot 40 minuter. Efter respondenternas tillåtelse spelades intervjuerna in för att göra det lättare att analysera intervjun i efterhand. (Höst, Regnell, & Runeson 2011 s.89–91)
2.3 Urval
Intervjuerna genomfördes som en kvalitativstudie och därmed har förfrågan om intervju enbart gått ut till ett fåtal lämpliga kandidater. Kandidater har tagits fram genom både kontakt med intressanta företag och tips från handledare som givit förslag på intressanta kandidater. Urvalet representerar personer som arbetar med både forskning inom stål och återbruk, men också med personer som jobbar som besiktningsmän där deras primära uppgift är att besikta och kontrollera stålstommar.
Samtliga urvalskandidater valdes ut för att tillsammans kunna ge en bild över hur det fungerar idag med allt från demontering till anpassning av stålstommar för byggnation av nya stålbyggnader. Intervjuerna syftade även till att ge en bild av vilka regler och standarder som finns och hur det fungerar.
Förfrågan om intervju skickades till totalt 13 personer och svar erhölls från sju av dessa. Efter två veckors tid skickades ännu en förfrågan till dem som inte svarat för att säkerställa att de verkligen fått mailet.
Totalt genomfördes intervjuer med tre av de svarande då fyra av de som svarat på förfrågan sedan inte var tillgängliga för intervju och därmed föll bort då studiens deadline närmade sig.
Totalt utfördes två intervjuer då två personer från samma företag deltog vid samma intervjutillfälle.
Personerna som intervjuas har yrkesrollerna professor inom stålbyggnad, projektledare inom stålbyggnation och vägledning och den tredje personen är civilingenjör och jobbar med avancerad konstruktion, undervisning och framtagande av handböcker och läromedel. För att kompensera för uteblivna intervjuer, och därmed informationsbortfall har studiens litteraturdel kompletterats med teori från de aktuella kompetens- och- arbetsområdena som saknats.
2.4 Analys
Under intervjuernas genomförande togs det små anteckningar för att kunna ge motfrågor vid tillfälle men också för att vid senare genomlysning kunna peka ut i vilken ordning diskussionerna kom i. Efter varje intervju genomfördes en genomlyssning av inspelningen som kompletteras med att klockslag och ämne antecknades ner för att snabbt kunna hitta tillbaka till dessa vid ett senare tillfälle. Intervjuerna lyssnades
igenom en gång till fast mycket mera specifikt på vilka frågor som diskuterades och med det fördes även anteckningar på vilka svar som gavs.
Efter genomförda intervjuer kondenserades dessa till innehållsrika sammanfattningar, så kallad
sammanfattande transkribering. (Höst, Regnell, & Runeson 2011 s.114) Sammanfattning av intressanta delar skrevs i samband med att intervjuerna lyssnades igenom ännu en gång.
2.5 Etiska överväganden
För att ge kandidaterna möjlighet till ett informerat samtycke informerades kandidaterna om syftet med studien i samband med att den första kontakten togs, se Bilaga 3. Det första brevet beskrev kort vad examensarbetets syfte var och att intervjuerna spelades in. Kandidaterna informerades även om att medverkan var frivillig, möjlighet till att vara anonym och att uppgifterna från intervjun enbart används i aktuell studie. Efter att svar om att kandidaterna tackat ja till intervju skickades ett dokument om informerat samtycke och användning av personuppgifter ut. I dokumentet beskrivs det mera utförligt arbetets syfte och vilka metoder som användes. Kandidaterna fick också skriva under dessa för att ge deras samtycke till intervjuerna innan intervjuerna genomfördes, se Bilaga nr 4. Innan intervjuerna påbörjades informerades ännu en gång om att intervjun är frivillig och inspelning av intervju skedde först efter kandidatens medgivande.
3. Resultat
I denna del presenteras resultaten från de intervjuer som genomförts i syfte att svara på studiens forskningsfrågor. Intervjuerna har genom en sammanfattande transkribering analyserats.
3.1 Intervju 1
Yrkesroll: Projektledare, Stålbyggnader
Att bygga med återbrukade stålstommar är inte vanligt förekommande i byggbranschen även om det förekommer, dock är det oftast mindre byggprojekt och mindre aktörer som jobbar med detta och inte de större. Projekten är då också oftast mindre stålhallar, vilket kan innebära att det inte behöver riva lika mycket byggmaterial för att demontera dem. Till skillnad från Sverige så är Storbritannien längre fram i denna utveckling i att återbruka byggmaterial då det kommer till stål. Där finns det större aktörer som åker ut till rivningsprojekt och inventerar vilka olika stålkomponenter som finns för att senare lämna bud på dessa. När komponenterna är köpta placeras de i lagerlokaler där det utförs kvalitetstester och dokumentation för att senare lägga ut dessa till försäljning. Idag är dokumentation och spårbarhet ett mycket viktigt moment då det måste gå att styrka komponenternas egenskaper, samtidigt som det måste gå att spåra materialet om något skulle gå fel i framtiden.
Vid kvalitetskontrollering fördelas materialet in i olika grupper för att senare testas med oförstörande provning. I dessa grupper tas ett exemplar ut och utsätts för förstörande provning, som drag- och slaghetsprov, för att fastslå stålet egenskaper. På detta sätt får man fram alla egenskaper som behövs.
Skulle dokumentation eller ritningar saknas från det föregående bygget så är detta en metod som kan användas för att kompensera för informationsbortfallet.
Till skillnad från Storbritannien så har inte Sverige sådana aktörer som arbetar på detta sätt i större skala, och det är här som problemet mest troligt ligger. Det finns många fastighetsutvecklare som gärna skulle vilja bygga med återbrukat stål för att jobba mot en miljöcertifierad byggnad för att kunna finansiera
projekten med gröna obligationer och göra bygget billigare. Men bristande möjlighet till att söka upp och hitta begagnat material för ett sådant ändamål gör det svårare och bromsar utvecklingen. Aktörer som vill arbeta med lagerhållning av återbrukade stålstommar behöver finnas då materialet sällan går till den nya arbetsplatsen direkt, utan måste förvaras någonstans i väntan på att användas eller säljas. Det är svårt att säga om kompetensen för återbruk på en större skala saknas eller ej då efterfrågan i dagslägen är låg.
Vad som skulle behövas är någon sorts databas som gjorde det lättare att söka upp återbrukbart
byggmaterial samtidigt som förändringar i krav på byggnader behöver ändras. Intervjupersonen menar att det spekuleras i branschen om att år 2027 kommer det att komma krav om koldioxidgräns per
kvadratmeteryta på nya byggnader. Detta skulle högst troligt göra att intresset och efterfrågan på återbrukbara produkter skulle stiga, beroende på vilken nivå av koldioxidutsläpp som en återbrukad stålkomponent skulle ha. Skulle nivån sättas till noll så är komponenten mycket bra att bygga med. Det skulle också kunna komma att ändra prisskillnaden på nytt stål och skrotpriset. Skulle prisskillnaden bli mindre mellan dessa, det vill säga att återbrukat stål stiger i pris, så skulle intresset säkert öka av det med och göra att aktörer skulle kunna se en vinst i att demontera byggnader mera varsamt för att ge bättre möjligheter till återbruk.
3.2 Intervju 2
Yrkesroll: Professor i stålbyggnad
Yrkesroll: Civilingenjör, föreläsare, utvecklare av handböcker och läromedel med inriktning avancerad konstruktion.
Regelverket är inte helt utformat och tänkt för återbruk utan för nya produkter. Om en stålkomponent inte är CE-märkt så går det att lösa genom att det görs förstörande provning på stålet. Prover som behöver göras är dragprov och tre slagprov för att få fram sträckgräns och brottgräns, och då får man fram vad det är för kemisk sammansättning hos stålet. Geometriskdata behöver också dokumenteras tillsammans med det kan resultaten fyllas i ett intyg som senare används för att CE-märka stålkomponenten.
Skulle det finnas giltiga dokument, instruktionsdokument så finns det inga problem med att återbruka stålet eller dokumenten. Idag finns det inte många exempel på då återbruk av enskilda stålkomponenter har använts, utan de exempel som finns är istället på projekt där stommen har lämnats kvar och allt annat har rivits. Detta för att senare kunna bygga nytt på den kvarstående stommen. Andra exempel är då hela byggnader har monterats ner och byggts upp någon annanstans.
När stålstommen ska säljas så behöver det göras en prestandadeklaration och i den kan man hänvisa till intygen från provresultaten. Det finns olika intyg till exempel 2.1, 2.2 och 3.1, 3.2 intyg. Intygen är för olika nivåer av kontroller som utförts och definieras i standarden SS-EN 10204 och beroende på stålets kvalitet så styr det vilket intyg som behövs, vilket tas upp i SS-EN 1090–2. För konstruktionsstål upp till S275 (konstruktionsstål (S) med sträckgräns 275 MPa) behövs endast 2.1–2.2 intyg och över det krävs 3.1.
Intygen säger att leverantören intygar att varorna överensstämmer med beställning och lämnar resultat på icke specifik kontroll. 3.1–3.2 är samma som 2.2 förutom att provningsresultatet är validerat av en oberoende och auktoriserad kontrollant och är specifik. En produkt med 2.2 intyg har sämre spårbarhet än en produkt med 3.3 intyg. I Sverige är dessa prover som krävs för dessa intyg väldigt dyra, för samtliga prover hamnar man runt 10 000 kr, vilket kan bero på att det är låg efterfrågan på provningstjänster eller att konkurrensen är låg.
Extrakostnader för varsam demontering, provning, lagerhållning och kanske borttagning av ytskikt på materialet är några saker som kan avskräcka aktörer att återbruka stålkomponenter. Detta kombinerat med att det inte är förtydligat hos Boverket och AMA Hus 18 hur återbruket ska gå till, och att beskrivning i AMA Hus 18 och RA Hus 18 lätt feltolkas. AMA Hus 18 är ett referensverk för framtagning av
förfrågningsunderlag och tekniska beskrivningar medan RA Hus 18 innehåller råd och anvisningar för
upprättande av husbyggnadsarbete. AMA Hus 18 tillåter återbruk av konstruktionselement men inte om de är utsätts för utmattningsbelastningar och är av driftklass SC2. Samtidigt som RA Hus 18 säger att delar som inte utsatts för utmattande belastningar och är av driftklass SC1 får återanvändas med giltigt intyg. Dock ger RA Hus 18 rådet att ange om återbrukade stålstommar ska godtas eller ej. Detta är ett problem då det är oklart om en stålstomme kan återbrukas eller inte och behöver åtgärdas, genom att dessa skrifter ses över och omformuleras.
4. Diskussion
4.1 Resultatdiskussion
Marknaden är inte anpassad för återbruk av stålstommar i Sverige och vad som verkar saknas eller önskas, enligt intervjustudien, är att det behöver bli lättare att söka och hitta begagnade byggstommar.
Idag finns ingen databas där det enkelt går att söka reda på sådana byggmaterial vilket försvårar för de aktörer som skulle vilja bygga med återbrukat stål. Även SBUF förespråkar i sitt förslag till
återbrukprocess vikten av en sökbar databas (SBUF, 2018). Det finns även en japansk studie från 2008 som visar att detta är nödvändigt för att skapa den tillgänglighet som behövs för efterfrågan (M. Fujita &
M. Iwata 2008b). Idag är det enda motivet att bygga med återbrukat stål om en klimat- och
miljöcertifiering är önskvärd på den nya byggnaden. Men med ökande krav och styrmedel kommer aktörerna att få nya och flera anledningar till att bygga med återbrukat stål (Boverket, 2020b). Intervjuerna och litteraturen visar att Storbritannien ligger lite före Sverige i denna utvecklingen då det redan finns aktörer som är villiga att arbete med demontering och försäljning av stålstommar (SCI, 2019).
Demontering av en byggnad är det första steget i en återbruksprocess för att återbruka stålstommar, men det är inte helt lätt. Olika byggnader har olika möjligheter till att återbrukas och som det verkar är
stålhallar den enklare varianten att demontera, och är därför de mer troliga exemplen på byggnader som kan komma att demonteras i syfte att återbrukas. Anledningen till det är att stålhallar till skillnad från exempelvis ett bostadshus oftast har synlig stomme, och inte inbyggd. Då stommen inte är inbyggd blir jobbet med att demontera hela byggnaden eller att riva selektiva delar mycket enklare. Stålhallar har trots att de kanske inte är projekterade för demontering ändå goda möjligheter till det då stommarna ofta är ihopsatta med skruvförband. Detta gör att stommen inte behöver skäras ner i onödan, vilket intervjuerna inte tar upp i någon större omfattning men som litteraturen menar är vanligt (Lundman, 2016) (M. Fujita &
M. Iwata 2008) (F. Masanori, & M. Iwata. 2008a).
I bostadshus är stommen inte synlig vilket gör demontering mer tidskrävande och mer avancerat då möjligheterna till att riva selektivt utan att skada delarna blir svårare. Ju äldre en byggnad är desto större är sannolikheten att det finns andra problem förutom svår demontering. Med äldre byggnader blir det snabbt svårare då dokumentationen på byggnaden kan saknas eller är bristfällig. Om sådan
dokumentation saknas blir det svårt att kunna tillståndsbedöma stommarna. Äldre stål har också producerats med äldre framställningsmetoder vilket gör att kvalitetskontroll genom förstörande provning av stålet krävs och är ännu viktigare. Den anledningen bland flera gör att byggmaterialet hellre återvinns än återbrukas. Med den omfattande testningen som behövs tillsammans med komplicerad demontering kommer aktörer att avskräckas att återbruka dessa stålstommar oavsett om ett tydligt förfarande finns beskrivet för processen.
4.1.1 Kvalitetssäkring och påverkan
Stål som har utsatts för brand bör inte återbrukas då det är troligt att stålet har tappat sina bärande egenskaper och deformerats på olika ställen. Detta tillsammans med otydlighet om hur man ska gå tillväga med brandskadat stål på grund av avsaknaden av vägledande dokument gör att stålet bör återvinnas istället (Xuhong et al., 2015). Samma gäller stålstommar som har mycket korrosion. Små korrosions punkter kan repareras men om för mycket korrosion har skadat stommen så bör denna också återvinnas (SCI, 2019). Stålstommar som har utsatts för utmattande belastning bör också gå till
återvinning direkt, eftersom livslängden på en sådan komponent blir kortare för varje belastningscykel som den utsätts för (Isaksson, Mårtensson, & Thelandersson, 2017 s.230–232). I intervjuerna talar man om kostnad för provning och vikten av att det genomförs, men för stålstommar som utsatts för brand, kraftig korrosion och utmattande belastning är det enligt litteraturen inte lönt att undersöka vidare för möjligt återbruk. Provningsmetoder för kontroll av stommar som utsatts för dessa effekter har hög
spridning i resultat vilket leder till stor osäkerhet. Att återbruka stålstommar som utsatts för dessa effekter verkar inte vara att rekommendera även om stommarna skulle användas till enklare byggnationer som carports och liknande. I slutändan är det byggherren som måste ta beslutet om de ska användas eller ej (Mattsson & Hagander, 2016 s.116). Med en så pass stor osäkerhet kring hur brand och utmattning har påverkat stålets egenskaper lämnar det endast lätt korroderade stommar som eventuella kandidater till dessa konstruktioner. Att dessa problem och frågetecken har stor inverkan på om återbrukade
stålstommar används eller ej är tydligt. Både litteraturen och intervjuerna lyfter fram dessa som hinder som behöver lösas, och det är därför viktigt att förtydligande vägledning tas fram.
Det finns flera provningsmetoder att använda sig utav, men vad som är väsentligt vid återbruk av stålstommar är att en rad viktiga egenskaper måste fastställas. Stålets brottgräns, sträckgräns och kemiska sammansättning är viktiga delar och för att kunna få fram dessa måste också förstörande provning utföras (M. Fujita & T. Masuda 2014). Detta gör att vid demontering behöver man sortera in stålkomponenterna i olika grupper baserat på ett hårdhetsprov som går att göra i fält. De olika grupperna utsätts sedan för förstörande provning. Om variationen i gruppen är stor behöver provning utföras på samtliga komponenter i gruppen vilket innebär ett stort materialbortfall. Av den anledningen kan
kostnaden för stålet komma att springa iväg då en komplett provning av stålet kan kosta omkring 10 000 kr i Sverige. Samtidigt som denna procedur är tidskrävande och kostar mycket pengar hjälper det inte möjligheten för återbruk utan gör att aktörer väljer att spara kostnader för arbetskraft och tester och tar skrotpriset för stålet som möjlig vinst istället. Om kostnaderna skulle komma ner för proverna och företag började arbeta mera med återbruk som en möjlighet till vinst skulle kanske återbruk bli mera vanligt. Detta stämmer även med intervju två som menar att provning är mycket dyrt idag. För att efterfrågan ska öka och då även användandet av återbrukade stålstommar behöver processen för provning bli tydlig och kostnaden även troligen minska.
4.1.2 Kontrollintyg och Certifiering
När proverna är gjorda kan ett kontrollintyg fyllas i som styrker stålets egenskaper och beroende på vilken kvalitet som stålet är klassat som behövs olika intyg. Detta steg är nödvändigt för en återbruksprocess då intygen behövs för att kunna CE-märka stålet och sedan sälja eller använda dem.
Intygens utformning beskrivs i standarden SS-EN 10204 samt om kontrollen är specifik eller icke specifik.
Är stålet av S275 eller högre så måste ett så kallat 3.2 intyg fyllas i, vilket står för specifik kontroll. Sådan kontroll kan endast utföras av certifierad oberoende tredjepart för att vara giltigt. Denna process är bra och dålig då det begränsar antalet aktörer som kan utföra testerna medan kvaliteten och säkerheten på att testerna som utförs ökar. Med certifierade aktörer säkerställs att testerna utförts på rätt sätt samt att giltig dokumentation och intyg fylls i korrekt. Dessa intyg behövs om giltig dokumentation eller CE-
märkning saknas för att kunna styrka stålets egenskaper. Skulle det inte finnas något intyg som styrker stålets egenskaper ska stålet betraktas som okänt och får inte användas som konstruktionsstål i bärande konstruktioner enligt SS-EN 1090–2. När kontrollintygen tagits fram går det senare att CE-märka
stålkomponenterna, vilket är ett måste för att kunna sälja dessa vidare till en köpare som vill använda dessa för att bygga med. Det framgår tydligt från intervjuerna och litteraturen att dokumentation, intyg och senare CE-märkning är helt avgörande för att kunna fullfölja en återbruksprocess och bygga med
återbrukade stålstommar (SIS, 2020). I de fall CE-märkning redan finns blir återbruksprocessen mycket lättare och för nyproducerade byggnader som i framtiden kan kommas att återbrukas är det av största vikt att denna information tas fram i produktionsfasen.
Även om dessa intyg finns så tas problem som sökbarhet och lagerhållning upp i intervjuerna, detta verkar vara ett problem för även om stålstommarna har god dokumentation och är CE-märkta så finns det kanske inget användningsområde för dessa omgående. Utan stålet måste förvaras någonstans och samtidigt gå att söka rätt på. Det blir mycket omständligt och tidskrävande för en byggherre att leta efter återbrukbara stålstommar om det inte finns lager eller söktjänster för detta. Att marknaden i Sverige verkar ha svårt att ta fart kan bero på just dessa två faktorer. Med en söktjänst skulle möjligheten att inventera de olika utförandena på de lagrade stålstommarna bli enklare, vilken gör det smidigare för aktörer att hitta de material de vill ha och samtidigt göra återbruket mera tillgängligt i Sverige. Detta problem nämns även tidigare i diskussionen och förstärker vikten av att skapa en marknad med aktörer som lagrar och säljer återbrukade stålstommar, där potentiella köpare via en databas kan beställa lämpliga stommar för sitt ändamål.
4.1.3 Regelverk
I AMA Hus 18 beskrivs det att återbrukat stål får användas till nykonstruktion så länge de inte placeras på en plats där utmattande belastning sker. Samtidigt kan tolkningen av RA Hus 18 vara att återbrukat stål i bärande konstruktioner bör undvikas. Denna beskrivning feltolkas ofta och resultatet blir att många tolkar det som att återbrukat stål inte får användas (SBUF, 2018). Denna feltolkning, kostnader för provning tillsammans som byggnader inte är projekterade för demontering är enligt intervjuerna en av de största orsakerna till att aktörer avskräckas. För att öka återbruk av stålstommar i Sverige behöver detta åtgärdas. Eftersom det är byggherren som har ansvaret för det material som används och att
byggprojektet uppfyller sin funktion är formuleringarna i AMA Hus 18 och RA Hus 18 avskräckande då det innebär en risk för byggherren som har ansvaret om något skulle hända.
4.2 Metoddiskussion
Att gör en litteratursökning för att fördjupa sig i ämnet och få en förståelse för vad som kan vara
problematiskt med återbruk av stålstommar känns som att det var rätt väg att gå. Skulle jag få chansen att byta metod så skulle jag ändå hålla kvar vid att göra intervjuer med branschfolk. Anledningen är att jag tror det är en bra väg att gå till de som dagligen arbetar med problematiken och prata med dem. Att få deras bild av vad som är svårt med återbruk av stålstommar idag och varför det inte görs i större skala kan tillsammans ge svar på många problem och med det eventuella lösningar till dessa. Att leta flera som skulle kunna intervjuas är kanske något jag skulle ändra då bortfallet i denna studie har varit väldigt högt.
Kvaliteten på den använda metoden styrs av tre delar, reliabilitet, validitet och generaliserbarhet och beskrivs mer i detalj nedan. (Höst, Regnell, & Runeson 2011s. 41–42)
4.2.1 Reliabilitet
Reliabilitet är tillförlitligheten i datainsamlingen och databearbetningen. (Höst, Regnell, & Runeson 2011 s 41–42)
Intervjuerna har utförts som öppna riktade intervjuer. Intervjuerna har därmed varit relativt öppna och blir därefter mer beroende av personerna som intervjuats vilket sänker reliabiliteten av studien. En öppen intervju blir således svår att upprepa, dock spelades intervjuerna in vilket gör de lättare att analysera i efterhand. Efter intervjuerna utfördes en sammanfattande transkribering istället för en fullständig sådan vilket sparar tid men sänker reliabiliteten.
Utav de 13 företagen som jag tittade ut till min intervjustudie fick jag endast sju svar, och utav dem var det endast tre kandidater som genomförde intervjun. Detta är ett dåligt medverkande vilket skadar studiens reliabilitet eftersom den empiriska datat blir mindre. Dock var de tre kandidaterna som intervjuades väl lämpade för studiens ändamål och resultatet av intervjuerna har många likheter med varandra och pekar ut liknade problem och lösningar. Eftersom intervjudelen i studien blev lidande av lågt antal intervjuade kompletterades informationsbortfallet genom att bygga på mera i min litteratursökning.
Detta stärker i sin tur studiens reliabilitet då den vetenskapliga grunden blir bredare och starkare som kompensation.
4.2.2 Validitet
Validiteten är att man studerat det man syftat att studera, i denna studie har intervjuer använts och utförts med stöd av en intervjumall. (Höst, Regnell, & Runeson 2011 s.72–73)
Intervjumallen som användes togs fram före intervjuerna genomfördes och styrde därför mycket intervjuns ämne och riktning. Beroende på utformningen av mallen kan intervjuerna komma att vinklas eller riktas i olika riktningar som kanske inte helt stämmer överens med det satta målet som var tänkt att uppfyllas med intervjun. Att intervjuerna var halvöppna kan också göra att intervjun glider ifrån
huvudämnet och tillsammans sänker de validiteten. I denna studie fungerade dock intervjumallen bra för att hålla intervjun till ämnet. Dock skulle intervjuerna, i efterhand, gynnas av att fler följdfrågor ställs för att nå djupare in på ämnet. Att intervjuerna spelades in och i efterhand transkriberades stärker validiteten då oklarheter minimeras eftersom materialet gås igenom igen i lugn och ro.
När kandidater till intervjun togs fram fanns det kriterier som behövde uppfyllas för att få vara med, så som att man verkar inom ämnesområdet. Dessa kriterier styrde dock endas vilka företag som skulle kunna kvalificera sig. Efter att förfrågan via mail skickades ut blev jag vidarebefordrad av företagens administratör som skickade mig vidare till personer som kanske skulle vara intresserade att medverka.
Detta medförde att efter förfrågningsmailet skickades ut tappades kontrollen över vilka som fick mailet, vilket tog bort möjligheten att sortera bland kandidater på företagen. Detta påverkar validiteten både positivt och negativt då de svarande är väl lämpade för ändamålet, men att gå via företagens administratörer har möjligen bidragit till ett lågt medverkande.
4.2.3 Generaliserbarhet
Generaliserbarhet beror till stor del på det urval som utgörs studien. (Höst, Regnell & Runeson, 2011 s.
41–42) För att öka studiens generaliserbarhet skulle fler representanter som är verksamma inom branschen behöva intervjuas för att fånga om det finns mindre variationer och andra synsätt. Med ett bredare empiriskt underlag skulle process för återbruk av stålstommar kunna generaliseras och
specialiseras för att passa flera typer av aktörer. I denna studie består urvalet av personer som är mycket kunniga inom branschen men inte direkt verksamma, därmed kan studiens resultat inte generaliseras till företag och aktörer som bygger och demonterar byggnader eller andra konstruktioner utan snarare aktörer som planerar och projekterar för detta. Generaliserbarheten blir mer övergripande av att studien bygger på andra studier inom området där både demontering, kvalitetskontroll och användande av återbrukade stålstommar ingår.
5. Slutsats
Efter slutfört studie har en slutsats tagits fram som har för syfte att besvara forskningsfrågorna. Nedan följer de sammanfattande svaren för de gällande frågorna.
1. Hur skulle en process för återbruk av stålstommar kunna se ut för att underlätta förfarandet?
Figur 5. Visar den resulterade processen av studien.
Utförligare förklaring till processens olika steg kan läsas i bilaga 5.
2. Vad krävs för att återbruk av stålstommar ska bli praktiskt genomförbart och användas i högre utsträckning av aktörer i Sverige?
Idag finns det inga lagliga hinder för återbruk av stålstommar i Sverige, utan vad som kan avskräcka aktörer till att återbruka stålstommar kan vara att det är otydligt hur man ska gå till väga. Samtidigt som regelverket inte är anpassat för ett sådant ändamål idag och skulle behöva justeras i sin formulering. En annan anledning till att det kan vara svårt att återbruka stålstommar är att det inte finns en särskilt stor marknad för det idag. Och med det saknas också aktörer med goda möjligheter till lagerhållning.
Byggnader behöver projekteras för att vara lämpliga att demontera i framtiden. Kostnader för provning av stål är i dag hög och den kostnaden behöver sänkas för att det skall vara mer attraktivt. Byggnader
