Teknikutrymmen på yttertak
Stommaterialets påverkan på materialkostnaden och byggtiden
Plant rooms on roofs
The impact of the structural material on the material cost and construction time
Författare: Du Jenny Sjögren Freja
Uppdragsgivare: Byggnadstekniska Byrån (BTB)
Näringslivshandledare: Robert Abrahamsson, Byggnadstekniska Byrån Akademiska handledare: Arne Haglund, Kungliga Tekniska Högskolan Examinator: Per Roald, Kungliga Tekniska Högskolan
Utbildningsenhet: Skolan för arkitektur och samhällsbyggnad (ABE)
Program: Högskoleingenjörsutbildning inom Byggteknik och Design Inriktning: Husbyggnad, projektering och konstruktion (HUPK) Godkännandedatum: 2018-06-28
Serienummer: TRITA-ABE-MBT-1876
I
Sammanfattning
Byggbranschen strävar ständigt efter effektivisering och optimering som kan minska ett projekts byggkostnad samt byggtid. Byggnationen av teknikutrymmen på yttertak upplevs av både konstruktörer och projektledare som ett moment som har en stor byggkostnad och en lång byggtid.
Ett teknikutrymme på yttertak har olika förutsättningar i förhållande till den underliggande byggnad, vilket kan leda till att produktionen fördröjs och att byggtiden förlängs. En förutsättning som skiljer ett teknikutrymme från dess underliggande byggnad är att teknikutrymmets ytterväggar kräver ett indrag från fasadlinjen. Detta gör att teknikutrymmets ytterväggar inte alltid placeras i linje med den underliggande vertikala stommen. De laster som förs ner genom teknikutrymmets ytterväggar skapar punktlaster på teknikutrymmets golvbjälklag. Punktlasterna kan bidra till att golvbjälklaget kräver förstärkningar, vilket är både kostnads- och tidskrävande.
En undersökning om stommaterialets påverkan på materialkostnaden och byggtiden för ett teknikutrymme har utförts. I undersökningen analyserades tre olika materialalternativ utifrån förutsättningar och krav som anges i ett specifikt referensprojekt. De material som har analyserats som alternativ för teknikutrymmets stomme är stål, lättelement av trä och betong.
Syftet med undersökningen är att analysera vilket stommaterial som är optimalt att använda för teknikutrymmet, med hänsyn till kostnad, tid och bärighet.
Resultatet visar att lättelement av trä har den minsta materialkostnaden och att betong har den kortaste byggtiden. Slutsatsen är att det optimala stommaterialet för referensprojektets teknikutrymme är betong.
Nyckelord: Teknikutrymme, materialanalys, stål, lättelement av trä, betong, kostnadsanalys,
tidsanalys, optimering, tätt hus, materialkostnad.
II
Abstract
The construction industry is constantly striving for efficiency and optimization that can reduce a project’s construction cost and construction time. The construction of plant rooms built on roofs is perceived by both structural engineers and project managers as a step in the production that has a big construction cost and a long construction time.
A plant room on a roof has other conditions compared to the rest of the building, which can slow down production and the construction time is therefore extended. One condition that separates the plant room from the building is that the plant room’s outer walls require an offset from the facade of the building. This leads to the plantroom’s outer walls not necessarily lining up with the underlying vertical structure. The loads that go down through the plant room’s outer walls create point loads on the plant room’s slab. The point loads could make the slab need strengthening, which is both costly and time-consuming.
An investigation into the material of the structural frame's impact on the construction cost and construction time has been carried out. The aim of the investigation is to analyze which structural material is optimal with regards to cost, time and structural capacity. In the investigation three materials were analyzed by the conditions and requirements from a reference project. The chosen materials were a steel frame as well as light elements made from timber and concrete.
The result shows that lightweight elements made from timber are the most economic option and concrete is the most time-efficient option. The conclusion is that the optimal structural material for the reference project is concrete.
Keywords: Plant room, material analysis, steel, lightweight elements made from timber,
concrete, cost analysis, time analysis, optimization, material cost.
III
Förord
Efter tre års studier på programmet Byggteknik och Design avslutar vi våra studier på Kungliga Tekniska Högskolan med ett examensarbete som omfattar 15 högskolepoäng. Under tio veckor av hårt arbete har vi varit på studiebesök och haft möten, skickat många E-post, lärt oss nya saker samt genomfört en undersökning.
Vi skulle vilja tacka vår akademiska handledare Arne Haglund samt vår näringslivshandledare Robert Abrahamsson för deras vägledning under examensarbetets gång.
Ett stort tack till Keimann Pham för all hjälp vi har fått med beräkningar och all den tid han har lagt ner för att hjälpa oss. Hans stöd och kunskap har gjort det möjligt för oss att genomföra detta examensarbete med en hög standard.
Vi vill även tacka Fredrik Mattsson, projektledare på Sickla Front I och II, för att vi fick komma på givande studiebesök.
Sist men inte minst vill vi tacka de människor runt omkring oss som har underlättat färdigställandet av examensarbetet. Tack till de anställda på Byggnadstekniska Byrån som alltid har varit tillgängliga för att svara på frågor samt studenterna som har granskat rapporten, utan dem hade vi inte lyckats komma dit vi är idag.
______________________________ ______________________________
Jenny Du Freja Sjögren
IV
Nomenklatur
CAD Computer-aided design
Gantt-schema Ett flödesschema som används vid bland annat projektering HD/F Förspända håldäcksbjälklag
Linor Den stålarmering i förspända håldäcksbjälklag som förspänns innan gjutningen av betongen. Fler linor i ett håldäcksbjälklag ger en större bärighetskapacitet
REI R- bärförmåga, E-integritet, I-isolering. Exempelvis innebär EI 60 att konstruktionen är brandtät i 60 minuter och konstruktionen är isolerande i 60 minuter
Skivverkan När ett material tar upp krafter i sitt eget plan Teknikutrymme Innehåller en byggnads ventilationssystem
Tätt hus Ett uttryck för när insidan av hela byggnaden är permanent skyddat från yttre påverkan
VVS-system Värme-, ventilation- och sanitet-system 2D-handling Tvådimensionell-handling
3D-handling Tredimensionell-handling
Innehållsförteckning
1. Inledning ... 1
1.1 Bakgrund ... 1
1.2 Problembeskrivning ... 1
1.3 Målformulering ... 2
1.4 Syfte och frågeställning ... 2
1.5 Avgränsning ... 3
1.6 Nulägesbeskrivning ... 3
2. Metod ... 5
2.1 Materialundersökning ... 5
2.2 Kostnadsanalys ... 5
2.3 Tidsanalys ... 5
2.4 Bärighetsanalys ... 5
2.5 Samtal med externa aktörer ... 5
2.6 Observationer ... 6
3. Teoretisk referensram ... 7
3.1 Referensprojektet ... 7
3.1.1 Projektfakta ... 7
3.1.2 Uppbyggnad ... 7
3.1.3 Hållbarhets- och miljöaspekter ... 8
3.2 Lättelement av trä ... 8
3.2.1 Fakta om leverantören ... 8
3.2.2 Uppbyggnad ... 9
3.2.3 Hållbarhets- och miljöaspekter ... 11
3.3 Betong ... 11
3.3.1 Fakta om leverantören ... 11
3.3.2 Uppbyggnad ... 11
3.3.3 Hållbarhets- och miljöaspekter ... 11
3.4 MicroStation Bentley ... 12
3.5 StruSoft - Ramanalys (Frame Analysis) ... 12
3.6 Bluebeam ... 12
3.7 Mathcad ... 12
3.8 Håldäck - direkt ... 12
4. Genomförande ... 13
4.1 Materialundersökning ... 13
4.1.1 Referensprojektets material ... 13
4.1.2 Lättelement av trä ... 14
4.1.3 Betong ... 14
4.2 Kostnadsanalys ... 14
4.2.1 Referensprojekt ... 14
4.2.2 Lättelement av trä ... 14
4.2.3 Betong ... 14
4.3 Tidsanalys ... 15
4.3.1 Referensprojektet ... 15
4.3.2 Lättelement av trä ... 15
4.3.3 Betong ... 15
4.4 Bärighetsanalys ... 16
4.4.1 Referensprojekt ... 16
4.4.3 Lättelement av trä ... 18
4.4.2 Betong ... 18
5. Resultat ... 23
5.1 Materialundersökning ... 23
5.2 Kostnadsanalys ... 23
5.3 Tidsanalys ... 24
5.4 Bärighetsanalys ... 25
5.5 Sammanställning av resultat ... 26
6. Analys ... 27
6.1 Materialanalys ... 27
6.2 Kostnadsanalys ... 27
6.3 Tidsanalys ... 27
6.3.1 Leveranstid ... 28
6.3.2 Montagetid ... 28
6.4 Bärighetsanalys ... 29
7. Slutsats ... 31
8. Rekommendationer ... 33 Referenser
Bilagor
1
1. Inledning 1.1 Bakgrund
Att många företag strävar mot utveckling och effektivisering är ett känt faktum. Detta gör att företag ständigt vill optimera sin verksamhet och även i byggbranschen påverkar effektiviteten många faktorer. En effektivisering kan leda till fördelar, exempelvis kan en förkortad byggtid minska byggkostnaden. Detta kan öka vinsterna för entreprenörer och byggherrar samt för förvaltare som exempelvis kan få intäkter för uthyrning tidigare vid kortare färdigställningstid av byggnaden.
För att minska byggtiden av en byggnad är det viktigt att i ett tidigt skede få ett tätt hus. Ett tätt hus innebär att hela insidan av en byggnad är permanent skyddad från yttre påverkan, exempelvis regn och vind, vilket gör att inomhusarbeten kan påbörjas. Att uppnå ett tätt hus i ett tidigt skede kan förhindras av svårigheter som uppstår i samband med byggnationen av en byggnads teknikutrymme. Detta beror på att teknikutrymmet har andra förutsättningar i förhållande till resterande delar av byggnaden. Ytterligare en svårighet är att byggnationen av ett teknikutrymme omfattar olika aktörer som ska samordna sina ansvarsområden, exempelvis VVS- och byggnadskonstruktörer samt materialleverantörer (Abrahamsson, 2018).
1.2 Problembeskrivning
Ett teknikutrymme är ett utrymme som innehåller en byggnads ventilationssystem.
Ventilationssystemets uppgift är att bland annat tillföra tilluft till byggnaden samt återsamla och återvinna värmen ur byggnadens frånluft. Teknikutrymmen för större byggnader är platskrävande och placeras därför ofta på yttertak där de inte tar uthyrbar yta i anspråk samt inte hindrar de verksamheter som bedrivs i byggnaden.
För att en byggnads takfot inte ska överstiga den tillåtna höjd som är angiven i bygglovet krävs
ett indrag av teknikutrymmets ytterväggar från fasadlinjen. Detta gör att teknikutrymmets
ytterväggar inte alltid placeras i linje med den underliggande vertikala stommen. De laster som
förs ner genom teknikutrymmets yttervägg skapar punktlaster på teknikutrymmets
golvbjälklag. Då punktlasterna inte bärs upp direkt underifrån av den vertikala stommen sker
en lastspridning. När en lastspridning sker kan förstärkningar krävas för att golvbjälklaget ska
ha tillräcklig bärighet. Förstärkningar är både tids- och materialkrävande, och är därför också
kostnadskrävande. Detta resulterar i att montaget av ett teknikutrymme vanligtvis försvåras
och är tidskrävande. Byggnationen av teknikutrymmen på yttertak upplevs av både
konstruktörer och projektledare som ett moment som har en stor byggkostnad och en lång
byggtid (Mattson & Pham, 2018).
2
1.3 Målformulering
Examensarbetet utgår från förutsättningar för ett referensprojekt, BAS Barkarby, som projekteras idag. Mer information om BAS Barkarby anges i kapitel 3.
Slutmålet med examensarbetet är att fastställa vilket material av stommen för referensprojektets teknikutrymme som är optimalt att använda för att minska materialkostnaden och byggtiden samt har en tillräcklig bärighet.
Detta undersöks för att företag som vill minska byggkostnaderna och öka vinsterna ska kunna använda resultatet av examensarbetet till framtida projektering av teknikutrymmen på yttertak.
Delmål används för att ange tydliga steg i arbetet mot slutmålet.
Delmål 1: Välj stommaterial som ska analyseras som materialalternativ för stommen av teknikutrymmet.
Delmål 2: Införskaffa materialkostnader, inklusive kostnad för leverans och montage, för de olika materialalternativen.
Delmål 3: Undersök byggtiden för de olika materialalternativen.
Delmål 4: Gör beräkningar för att kontrollera om bärigheten för de olika materialalternativen är tillräcklig.
Delmål 5: Kontrollera hållbarhet och miljöaspekter för de olika materialalternativen.
Delmål 6: Sammanställ och analysera resultaten av undersökningarna för att nå slutmålet.
1.4 Syfte och frågeställning
Examensarbetet behandlar en undersökning av olika alternativ av stommaterial för ett referensprojekts teknikutrymme. Syftet med undersökningen är att analysera vilket stommaterial som är optimalt att använda för teknikutrymmet, med hänsyn till kostnad, tid och bärighet.
Därför ställs frågan: Vilket stommaterial för referensprojektets teknikutrymme är optimalt att
använda för att minska materialkostnaden och byggtiden samt har en tillräcklig bärighet?
3
1.5 Avgränsning
Alla byggnader har olika förutsättningar och krav, vilket betyder att detta examensarbetes resultat endast är tillämpningsbart för referensprojektets teknikutrymme. Resultatet kan användas för framtida projektering av teknikutrymmen, men måste anpassas till byggnadernas förutsättningar och krav. BAS Barkarbys teknikutrymme består av tre sammanhängande delar och detta examensarbete behandlar en av de tre delarna (bilaga 1). När referensprojektets teknikutrymme nämns i rapporten syftar det endast på den valda delen av teknikutrymmet.
Rapporten innehåller en undersökning av tre olika materialalternativ för stommen, varav ett är det material som används i referensprojektet. Valet av tre materialalternativ bidrar till en genomarbetad undersökning och därmed ett säkrare resultat i förhållande till om ytterligare materialalternativ skulle undersökas. För att utföra en jämförbar analys baseras undersökningen av materialalternativen på referensprojektets förutsättningar och krav, exempelvis form, storlek och befintliga håltagningars placering. Detta undviker en analys med oändliga förutsättningar som kan påverka resultaten.
I undersökningen analyseras byggtid, materialkostnad och bärighet. Dessa faktorer har valts eftersom de har en betydlig inverkan på den totala byggkostnaden. Beräkningar av byggtid och materialkostnad för materialalternativen baseras på leverantörens angivna värden och offerter.
Efter samtal och diskussion med de valda leverantörerna samt med en konstruktör beslutades att vindlast inte beaktas i bärighetsberäkningarna. Detta beror på att vindlasten har en liten påverkan på bärigheten då materialalternativen har skivverkan.
Då referensprojektet är projekterat görs ett antagande att bärigheten är tillräcklig och kontrolleras därför inte för referensprojektets materialalternativ. Referensprojektet har ett grönt tak av sedum. Grönskan kommer inte att. Grönskan inkluderas inte i kostnadsanalysen, tidsanalysen eller i bärighetsberäkningar förutom som egentyngd för referensprojektet. Vid beräkningar av håltagning för takhuvar i takbjälklaget tas ingen hänsyn till elementens placering runt håltagningen, istället används ytlasten i bärighetsberäkningarna som ett sammanhängande bjälklag.
1.6 Nulägesbeskrivning
Detta examensarbete genomförs hos Byggnadstekniska Byrån (BTB), ett företag som arbetar
med byggnadskonstruktion, byggteknik, geokonstruktion och geoteknik. Referensprojektet
BAS Barkarby (bilaga 1) konstrueras av Byggnadstekniska Byrån. Byggnadstekniska Byrån är
intresserad av hur byggkostnaden och byggtiden kan minskas för byggnationen av
teknikutrymmen på yttertak då de upplever att det är ett moment som förlänger
produktionen. Visionen är därför att detta examensarbete resulterar i en lösning som
inspirerar framförallt Byggnadstekniska Byrån inför framtida projektering av teknikutrymmen
på yttertak.
4
5
2. Metod
Detta kapitel behandlar metoder som används för att uppfylla målet och delmålen.
2.1 Materialundersökning
Materialundersökningen genomförs för att finna materialalternativ som är möjliga att använda som stommaterial för teknikutrymmet. Tre material från materialundersökningen väljs och analyseras ytterligare samt jämförs för att fastställa det optimala stommaterialet för referensprojektets teknikutrymme.
2.2 Kostnadsanalys
Kostnadsanalysen genomförs för att undersöka de valda materialalternativens ekonomiska lönsamhet. För att utföra kostnadsanalysen mängdas varje materialalternativ och sammanställs i en offertförfrågan som skickas till leverantörer. Kostnaderna från leverantörernas offerter sammanställs i en kalkyl som redovisar materialalternativens totala kostnad. Den totala kostnaden består av materialkostnaden och montagekostnaden.
Materialalternativens totala kostnad jämförs för att analysera skillnaderna.
2.3 Tidsanalys
Tidsanalysen genomförs för att undersöka de valda materialalternativens byggtid. Värden i tidsanalysen baseras på leverantörers leverans- och montagetid som anges i offerterna.
Materialalternativens byggtid jämförs för att analysera skillnaderna.
2.4 Bärighetsanalys
Bärighetsanalysen genomförs för att undersöka om ett materialalternativ har tillräcklig bärighet för att bära upp angivna laster för angiven spännvidd. Den totala egentyngden från teknikutrymmets stomme, takhuvar och snölast, som förs ner till den underliggande byggnadens stomme under teknikutrymmet, för varje materialalternativ beaktas och jämförs.
Jämförelserna utförs för att få en uppfattning om skillnaden på lasternas storlek för de olika materialalternativen.
2.5 Samtal med externa aktörer
Samtal med externa aktörer ger kompletterande information som inte kan införskaffas genom
elektroniska källor. Exempelvis ger samtal med olika leverantörer och en konstruktör för
referensprojektet en ökad förståelse för projekteringsprocessen samt de krav som ställs på
stommen för referensprojektets teknikutrymme. Att tydligt förstå utgångspunkten är en viktig
del i arbetet för att kunna utföra analyser.
6
2.6 Observationer
Platsbesök utförs på färdigställda byggnader med förvaltare samt på pågående byggnationer med entreprenörer och projektledare. Observationer från platsbesöken bidrar till en tydlig uppfattning och en bättre förståelse för de krav som ställs på teknikutrymmen. De bidrar även till en verklighetsbaserad uppfattning av ett teknikutrymmes uppbyggnad och funktion. Detta ökar möjligheten att åtgärda vanliga problem redan i projekteringsskedet.
För att undersöka vilka leverantörer som finns på marknaden besöks byggmässan Nordbygg
där olika leverantörer presenterar sina produkter och lösningar.
7
3. Teoretisk referensram
Detta kapitel kommer att ge läsaren kunskap om de olika materialalternativen samt om referensprojektet.
3.1 Referensprojektet
Referensprojektet heter BAS Barkarby.
3.1.1 Projektfakta
BAS Barkarby är en mötesplats för kultur, näringsliv och lärande. I BAS Barkarby kommer det bland annat att bedrivas skolor, finnas kultur- och multihallar för idrott och mässor samt bibliotek. BAS Barkarby är uppdelat i två etapper, etapp ett hade byggstart i januari 2017 och inflyttning under hösten 2019. Etapp två har en preliminär byggstart år 2020/2021 och ska bestå av bostäder och hotell (Barkarbystaden, 2017).
Innan projektet fick namnet BAS Barkarby hette det Barkarby College. Anledningen till namnbytet är att det inte endast ska vara en plats för utbildning. Ordet BAS är en förkortning för Bostad, Arbete och Skola, vilket är några av verksamheterna som kommer bedrivas i byggnaden. Ordet BAS har även en historisk bakgrund då det tidigare fanns en flygplats i Barkarby (Barkarbystaden, 2017).
Järfälla kommun ska tillsammans med Atrium Ljungberg utveckla BAS Barkarby (Barkarbystaden, 2017).
Under teknikutrymmet finns kontorslokaler med rumshöjden tre meter. Krav på rumshöjd i en kontorslokal är enligt Boverkets Byggregler (BBR) 2,7 meter. (Boverket, u.å).
3.1.2 Uppbyggnad
BAS Barkarby har projekterats med en stomme av stål med förspända håldäcksbjälklag av betong. Teknikutrymmets utfackningsväggar består av lätta väggelement från leverantören Paroc, som fästs i de bärande stålpelarna. Paroc-elementen består av stenullsisolering som omsluts av två tunna stålplåtar (Teknisk handbok - Paroc sandwichelement, 2015). En stomme av stål och utfackningsväggar av lätta väggelement är en vanlig uppbyggnad för teknikutrymmen, enligt konstruktören Pham (2018) för BAS Barkarby. Detta bekräftades då samtliga teknikutrymmen som besöktes under platsbesöken hade den uppbyggnaden.
Taket består av TRP-plåt som ligger kontinuerligt längs med teknikutrymmets långsida.
Teknikutrymmet är rektangulärt med dimensionerna 28,8x15,1 meter och har en area på cirka
450 m
2, (bilaga 1). Höjden på teknikutrymmet är cirka 5,3 meter ger tillräckligt utrymme för
aggregat och kanaler. Takhöjden bidrar till att taket inte kräver brandskydd då lågorna inte
beräknas kunna nå så högt (Pham, 2018).
8 3.1.3 Hållbarhets- och miljöaspekter
Vid tillverkning av stål sker många olika sorters utsläpp, exempelvis koldioxid, kväveoxider och svaveldioxid. Koldioxidutsläppet kommer från järnmalmsreduktionen som sker i masugnar, men också från användning av fossil energi i samband med drift av värmebehandlingsugnar.
Cirka 50 procent av den totala energianvändningen utgörs av kol som genererar ungefär 90 procent av det totala koldioxidutsläppet. En åtgärd för att minska utsläppen är att använda mer el eller gas, exempelvis naturgas (Jernkontoret, 2018).
Paroc är miljöcertifierade enligt ISO14001, vilket innebär att de kontinuerligt arbetar med att förbättra påverkan på miljön och hållbarheten i deras arbete. Företaget arbetar med olika miljöaspekter, exempelvis avfallshantering, ett minskat utnyttjande av naturresurser samt utsläpp i luften från produkttransport och tillverkning (Paroc, Hållbarhet, u.å). Paroc har en återvinningstjänst, REWOOL, som erbjuder återvinning av stenullsspill och spillbitar av byggisolering. En anledning till att Paroc erbjuder denna tjänst är för att deras stenull inte är brännbart och därför inte kan sorteras med brännbart avfall. Användning av denna tjänst minskar även deponikostnader (Paroc, REWOOL, u.å).
I den allmänna föreskriften (2016) för BAS Barkarby framgår det att byggnadsdelar åtkomliga för inspektion och underhåll har livslängdsklassen L50 - Livslängd 50 år, samt byggnadsdelar icke åtkomliga för inspektion har livslängdsklassen L100. Referensprojektets byggnad ska uppnå brandklassen EI 60 (Atrium Ljungberg AB, 2016). Stål kan uppnå brandklassena mellan R30 och R90 (Stålbyggnadsinstitutet, 2018). Paroc-elementen uppnår brandklassen EI 240 och har en lång livslängd, men det framgår inte exakt hur lång livslängden är i Parocs dokument, Teknisk handbok (2017).
3.2 Lättelement av trä
Ett av materialalternativen som analyseras är lättelement av trä.
3.2.1 Fakta om leverantören
Lättelement AB är ett privatägt företag som har sitt huvudkontor i Örnsköldsvik. Företaget grundades år 1979 och arbetar med lättelement av trä som prefabriceras i fabrik. Företagets huvudfokus är takelement, men de tillverkar även väggelement och bjälklag (Lättelement AB, Om oss, u.å).
Ett exempel på en byggnad som Lättelement AB har levererat ytterväggar till är MAX IV som är
en forskningsanläggning för Lunds Universitet, se bild 1. Den byggnaden visar med sina runda
former möjligheterna som finns för kunden att vara delaktig i beslut om formgivning och
uppbyggnad av väggar (Lättelement AB, MAX IV, 2013).
9
Bild 1. Forskningsanläggningen MAX IV (Lättelement AB, MAX IV, 2013).
3.2.2 Uppbyggnad
Lättelementen består av en ram som är gjord med lättbalkar av trä. Hålrummen mellan
lättbalkarna isoleras med mineralull och hålrummen mellan elementen isoleras med
gummilister samt stenull. Konstruktionsplywoodskivor placeras på vardera sida av ramen för
att minska tryckpåkänningar och för att minimerar svikt då plywoodskivan håller elementet
styvt. Ytbeklädnaden anpassas efter kundens önskemål och insidan av elementet består ofta
av gipsskivor eller en galvaniserad och polyesterlackerad stålplåt (figur 1 och 2). Plåten ger en
tålig yta och kan fungera som diffusionsspärr samt tar upp stora dragpåkänningar. Fästbeslag
förmonteras i fabrik för att få en kortare montagetid på byggarbetsplatsen. Uppbyggnaden kan
variera efter kundens önskemål samt dimensioner kan variera beroende på krav på bärighet
och isoleringsförmåga (Lättelement AB, 2015).
10
Figur 1. Uppbyggnad av takbjälklag i lättelement av trä (Svensk byggtjänst, 2017).
Figur 2. En illustration av en vägg i lättelement av trä (Lättelement AB, Produkthandbok, 2015).
11 3.2.3 Hållbarhets- och miljöaspekter
Eftersom lättelement av trä är tillverkat av naturmaterial kan materialen återvinnas eller återanvändas. Lättelement AB har en miljöpolicy som anger att materialet ska transporteras på ett effektivt sätt och att de ständigt strävar mot att minimera avfall samt att de ska producera hållbara produkter. De ingående materialen i elementen har en kombination av tjock isolering och hög lufttäthet blir energiförlusten tillräckligt liten för att elementen ska kunna användas till passivhus (Lättelement AB, Miljö, 2015).
Lättelement av trä har en brandklass mellan REI 15 och REI 30, brandklassen REI 90 kan däremot uppnås genom att tillägga gips eller stenullsisolering (Lättelement AB, Prefabricerad prestanda, 2017). Livslängden på lättelement av trä är 50 år (Lättelement AB, Dimensionering, 2015).
3.3 Betong
Ett av materialalternativen som analyseras är betong.
3.3.1 Fakta om leverantören
Två olika leverantörer av håldäcksbjälklagen kommer att studeras; Strängbetong och Contiga.
3.3.2 Uppbyggnad
Håldäcksbjälklag är prefabricerade element i betong. Det krävs mindre betong för att tillverka håldäckselement i förhållande till en massiv betongplatta då håldäcken har ursparingskanaler i elementens längdriktning. Håldäcksbjälklag är även starkare och kan ha längre spännvidd jämfört med en massiv betongplatta. Detta beror på att stållinor i elementens längdriktning förspänns under tillverkningen, vilket gör att de kan bära större laster utan att deformeras lika mycket som en massiv betongplatta (Skandinavisk Byggelement, u.å).
3.3.3 Hållbarhets- och miljöaspekter
Betong är ett naturligt material, vilket gör att det är 100 procent återvinningsbart då alla ingående material kommer från naturen. När betong återvinns används den främst som fyllnadsmaterial. En av fördelarna med håldäck är att mängden betong som används är mindre jämfört med en massiv betongplatta vilket minskar koldioxidutsläppet (Strängbetong, Håldäck, 2014).
Betong är ett robust och beständigt material vilket ger betongen en lång livslängd, ofta över
100 år. Detta gör att det inte krävs mycket renovering och underhåll för att betongen ska
behålla sina egenskaper och bärighet, vilket minskar belastningen på miljön (Svensk Betong,
2018). Betong kan bli miljövänligare genom att ändra på beståndsdelar, det vill säga att byta ut
eller lägga till råvaror. Exempelvis kan det mer hållbarhetsanpassade materialet bascement
användas istället för byggcement, med det finns fler sätt att göra betongen miljövänlig
(Lagerblad och During, u.å). Betongens klimatpåverkan kan minskas, men att det är beställarna
som måste ta ansvar skriver IVL Svenska Miljöinstitutet (2017) i ett pressmeddelande. De
skriver också att cement är den beståndsdel av betong som bidrar till ökat koldioxidutsläpp
och genom att använda ett annat alternativ av bindemedel kan koldioxidutsläppet minska
(Erlandsson, 2017).
12 Betong är ett brandsäkert material. Det brinner inte och hindrar branden från att sprida sig samt avger inga giftiga gaser eller rök. Betong möglar inte och tål fukt. Då materialet är värmetrögt kan energi lagras vilket bidrar till att energianvändningen i drift minskas (Svensk Betong, 2018). Håldäcken kan uppnå en brandklass mellan REI 30 och REI 120, men för att uppnå en brandklass över REI 90 krävs åtgärder, exempelvis en ökning av det täckande betongskiktet (Svensk Betong, u.å).
3.4 MicroStation Bentley
Microstation Bentley är ett modelleringsprogram för CAD som kan används för bland annat 2D och 3D modellering. Microstation Bentley lanserade på 80-talet och skapades av bröderna Keith A. Bentley och Barry J. Bentley. Sen dess har programmet utvecklats och fått fler användningsområden (Bell, 2016).
3.5 StruSoft - Ramanalys (Frame Analysis)
StruSoft Ramanalys är ett dimensioneringsprogram i 2D som används för att analysera olika material och dess laster (TräGuiden, 2017).
3.6 Bluebeam
Bluebeam är ett design- och ingenjörsföretag som lanserades 2002. Programmet Bluebeam har flera funktioner som används världen över, främst av företag inom arkitekt-, ingenjörs- och byggbranschen (Bluebeam, 2018).
3.7 Mathcad
Mathcad är ett beräkningsprogram från Parametric Technology Corporation - PTC. Det används främst för att kunna utföra, analysera, dokumentera och dela med sig av beräkningar (PTC, 2018).
3.8 Håldäck - direkt
Svensk betongs tjänst Håldäck - direkt rekommenderar dimensioner på håldäcksbjälklag utifrån
angivna värden på spännvidd, lasttyp och extra brottslast. Rekommenderade dimensionen
räknas fram enligt Eurokod men tar inte hänsyn till nedböjning, uppsprickning eller brand- och
ljudkrav (Svensk Betong, 2009).
13
4. Genomförande
Detta kapitel handlar om hur analyserna har genomförts.
4.1 Materialundersökning
För att veta vilka materialalternativ som skulle analyseras utfördes en materialundersökning.
Materialundersökningen inleddes med en informationssamling på internet för att kontrollera vilka leverantörer som finns på marknaden, om leverantörernas produkter kan användas till teknikutrymmen, samt om produkterna kan levereras till projektplatsen.
De materialalternativ som undersöktes var bland annat olika lösningar för träprodukter, betong och lättbetong. Träleverantörer som undersöktes var lättelement av trä från Lättelement AB, massivt trä och limträ från Martinsons, massivt trä från Stora Enso och prefabricerade väggelement av trä från Timbeco. Betongleverantörer som undersöktes var Skandinavisk betongelement, Strängbetong och Contiga. Lättbetongsleverantörer som undersöktes var lättbetongelement från Bauroc, väggelement av lättbetong och block av lättbetong från H+H Sverige AB.
Efter undersökningen jämfördes de olika materialen med varandra. De olika materialens egenskaper sammanställdes i en tabell (bilaga 2). De parametrar som lades in i tabellen var bland annat vikt, mått, prefabriceringsgrad, spännvidd, materialkostnad, montagekostnad och leveranstid. Då information om alla parametrar inte angavs på leverantörernas hemsidor kontaktades leverantörerna genom E-post och telefon. Trots detta kunde inte information införskaffas om alla parametrar, vilket ledde till att vissa material valdes bort. Efter en diskussion valdes två material utöver det material som används i referensprojektet, som har en stomme av stål. De två materialen som valdes är betong och lättelement av trä.
Utöver den teoretiska materialundersökningen utfördes tre studiebesök för att bidra till en praktisk uppfattning om teknikutrymmens utformning. Studiebesöken ägde rum på kv. Päronet 8, Sickla Front I och II. Dessa teknikutrymmen hade liknande uppbyggnad, det vill säga en stomme av stål som kompletterats med lätta utfackningsväggar av isoleringsmaterial.
När materialen analyserades var det relevant att beakta hållbarhets- och miljöperspektiv.
Därför kontrollerades bland annat leverantörernas fabrikers geografiska närhet till Stockholmsområdet, materialens påverkan på miljön samt deras återvinningsmöjligheter.
4.1.1 Referensprojektets material
För att få information vilka material som används till teknikutrymmet för BAS Barkarby, utöver
stålstommen, har ritningar och 3D-modeller undersökts. Golvbjälklaget består av
håldäckselement med dimensionen HD/F 120/27. Leverantörerna av de olika
materialalternativen har inte framgått vilket innebar att en undersökning av möjliga
leverantörer krävdes. Anledningen att information om leverantörer saknas beror på att
projektet delvis är i projekteringsstadiet och entreprenörer inte har upphandlats än. För att
finna leverantörer som är lämpliga för materialen rådfrågades en konstruktör som är delaktig i
referensprojektet samt utfördes undersökningar på internet. Utifrån det har beslut tagits om
vilka leverantörer som ska användas.
14 4.1.2 Lättelement av trä
Efter undersökningen av olika materialalternativ och leverantörer togs beslutet att analysera lättelement av trä. Lättelement valdes på grund av dess låga egenvikt samt att det består av prefabricerade element. Leverantören av lättelement är Lättelement AB.
4.1.3 Betong
Betong är det andra materialalternativet som analyseras. Strängbetong och Contiga valdes som leverantörer. Dessa två leverantörer jämförs med varandra för att undersöka vilken som är lämplig att använda. De parametrar som jämförs är kostnad, tid och vad som ingår i kostnaden, då bärigheten samt utformningen är liknande för båda leverantörerna.
4.2 Kostnadsanalys
Kostnadsanalysen inleddes med att ta fram mängder från ritningar av referensprojektet i Bluebeam. Modelleringsprogrammet MicroStation Bentley användes också för att ta fram mängder och längder. När alla mängder tagits fram för materialalternativen kunde offertförfrågan skickas till respektive leverantör. Kostnadsberäkningar utfördes från värden i offerter från leverantörer och sammanställdes i en kalkyl. I kalkylen jämfördes materialalternativens kostnader. Kostnadsanalyserna görs i Excel och innehåller material-, montage- och leveranskostnader. Kalkylen finns i bilaga 3.
4.2.1 Referensprojekt
Kostnadsanalysen för referensprojektet började med en undersökning av ritningar för att ta reda på vilka mängder och vilka egenskaper materialen har, exempelvis dimension och balksort. De framtagna mängderna sammanställdes och därefter skickades offertförfrågan ut till leverantörerna och entreprenörerna. För att få kompletterande information om produktens material- och montagekostnad kontaktades leverantörerna genom telefon- och E-post. Trots kontakt med leverantörerna saknades viss information. Detta är orsaken till att kalkylen för referensprojektet inte är komplett. Trots detta kan en jämförelse mellan de olika materialalternativens totala materialkostnad utföras.
4.2.2 Lättelement av trä
Innan Lättelement AB kontaktades behövde mängder uppskattas för vägg- och takelement utifrån referensprojektets mått eftersom det inte fanns några färdiga ritningar för lättelement av trä. Därefter skickades en offertförfrågan till Lättelement AB. När offerten från Lättelement AB hade tagits emot kunde kostnaderna sammanställas i kalkylen och jämföras med de andra materialalternativens totala materialkostnad.
4.2.3 Betong
Två olika kalkyler gjordes för materialet betong, en med kostnader från leverantören
Strängbetong och en från leverantören Contiga. De totala materialkostnaderna jämförs med
varandra och även med de andra två materialalternativen.
15
4.3 Tidsanalys
Tidsanalysen baseras på de tider som anges i offerterna. Tiderna läggs in i en tidsplan för varje materialalternativ för att kunna jämföra dem. Tidsplanerna görs i en Gantt-schema. Vanligtvis inleds ett Gantt-schema på första produktionsdagen, dag ett. I detta fall är dag ett på Gantt- schemat den dag som första beställningen görs för att materialet ska levereras till planerad monteringsdag.
I offerterna anges inte de exakta leveranstiderna. Leverantörerna anger att ett material exempelvis kommer att levereras på åtta till tio veckor. För att vara konsekvent beräknas och används medelvärdet. Då exakta tider inte finns görs ett antagande att leveransen kommer på eftermiddagen och att arbetet utförs nästa arbetsdag. En vecka beräknas vara sju dagar och en månad beräknas vara 30 dagar. Alla montagedagar avrundas till heldagar.
4.3.1 Referensprojektet
För att skapa ett Gantt-schema användes en färdig mall i programmet Excel. I Gantt-schemat anges antal leveransdagar samt montagetid. Leveranstiderna i offerterna anges i veckor eller i månader och montagetiden anges i element/dag eller m
2/dag. Materialen läggs in i Gantt- schemat i den ordning som de monteras, därefter förs beställningsdagen och antalet leveransdagar in. Därefter läggs montagestart och montagetiden in i Gantt-schemat (bilaga 4).
Bilaga 4 är inte komplett vilket beror på att vissa entreprenörer inte har återkopplat hur lång montagetiden är. Montagetiden för stål saknas, vilket gör att de efterliggande arbetsmomenten inte kan planeras vid rätt tillfälle i Gantt-schemat.
4.3.2 Lättelement av trä
Montagetiden i offerten anges i persontimmar per kvadratmeter, P
h/m
2, vilket innebär hur många timmar det tar för en person att utföra arbetet per kvadratmeter. Antalet totala montagedagar beräknas genom att multiplicera det värdet med en area i m
2. Fyra personer beräknas arbeta med montaget samtidigt. Efter att montagetiden har beräknats om till dagar lades de in i Gantt-schemat för lättelement av trä som finns i bilaga 5.
4.3.3 Betong
Två olika Gantt-scheman görs för materialalternativet betong (bilaga 6 och 7), ett för värdena
som angavs av leverantören Strängbetong och ett för leverantören Contiga då de har olika
leverans- och montagetider. Tidsanalyserna görs dock i samma Excel-ark för att få en tydlig
jämförelse över samma sorts material.
16
4.4 Bärighetsanalys
Bärighetsanalysen har utförts Ramanalys i 2D och med handberäkningar. Beräkningarna har sammanställts i Mathcad med beskrivande text för att redovisa arbetsgången och beräkningarna (bilaga 8). De beräknade lasterna och värdena baseras på förutsättningar, föreskrifter samt krav för referensprojektet, exempelvis vilken snözon som byggnaden ligger i och vilken säkerhetsklass som används.
En av de viktigaste delarna av bärighetsanalysen är en kontroll av utnyttjandegraden av golv- och takbjälklagen. Momentet på golvbjälklaget skapas av laster som förs ner från teknikutrymmets yttervägg vid indraget från byggnadens fasadlinje. Lasterna bärs inte upp direkt av byggnadens vertikala stomme och leds ner i grunden, de bärs istället upp av golvbjälklaget som väggen vilar på. Det skapar en lastspridning till balkarna som golvbjälklaget av håldäck är upplagt på och det är viktigt att håldäcket har tillräcklig momentkapacitet för att kunna bära upp momentet som skapas. Utnyttjandegraden beräknas genom att jämföra momentet i håldäckselementet med håldäckselementets momentkapacitet.
Momentkapaciteten för ett håldäckselement anges av leverantören. Om utnyttjandegraden är under 100 procent är bärigheten tillräcklig.
Efter kontakt med leverantörerna av de olika materialalternativen och en konstruktör togs beslutet att försumma vindlasterna i beräkningarna. Betong är ett väldigt starkt material och väggarna har skivverkan vilket gör att konstruktionen är stabil samt att den inte kommer välta.
Med utformningen som teknikutrymmet har får även lättelementen i trä skivverkan och är stabilt enligt leverantören då kort- och långsidan har ett längdbreddförhållande på ca 1:2.
4.4.1 Referensprojekt
Ramen för teknikutrymmets fasad ritades upp i programmet Ramanalys i 2D för att göra en lastanalys utifrån de laster som har beräknats och sedan förts in i programmet (teknikutrymmets kortsida, figur 3, 4 och 5). Mått hämtades från den färdigställda 3D- modellen i MicroStation Bentley och från ritningar av referensprojektet. Samtliga bärande delar ritades in i modellen, exempelvis balkar och pelare. De icke bärande delarnas egentyngder beräknades och lades in som punktlaster, exempelvis de icke bärande pelarna samt lasten som kom från Paroc-elementen som var fästa på pelarna. Egentyngd på balkar, pelare, bjälklag, tak, snölast och nyttig last beräknades eller hämtades från referensprojektet.
Med dessa förutsättningar utfördes en analys av de dimensionerande stödreaktionerna i
programmet. De beräknade stödreaktionerna jämförs med de andra materialalternativens
stödreaktioner. Nedan finns figurer av ramen som ritades upp, både utan och med laster.
17
Figur 3. Ram av kortsida utan laster.
Figur 4. Ram av kortsida med laster, egentyngd.
Figur 5. Ram av kortsida med laster, snölast och snöficka.
18 4.4.3 Lättelement av trä
Lättelement av trä har en liten egentyngd vilket gör att lasterna blir mindre i förhållande till lasterna från betong och stål. I bärighetsanalysen för materialalternativet lättelement av trä undersöktes en möjlig utformning av teknikutrymmet då det inte finns befintliga ritningar.
Exempelvis undersöktes olika typer av väggar och takbjälklag. De valda väggarna i lättelement av trä är prefabricerade element och kan antingen placeras stående eller liggande. De liggande elementen har en bredd på nio meter och en höjd på 3,1 meter. För att undvika att skarva på både höjden och på längden valdes stående element med bredden på 4,2 meter och maximala höjden tio meter. Den maximala höjden är längre än teknikutrymmets vägg som har höjden 5,3 meter. Golvbjälklaget kommer fortfarande att bestå av håldäckselement av betong med samma dimension för referensprojektet, 120/27, och inte av lättelement av trä.
För att minska antalet aktörer valdes prefabricerade takelement som är fritt upplagda längs med teknikutrymmets kortsida. Detta valdes för att takbjälklaget inte ska kräva stålbalkar som upplag. Egentyngden från takbjälklaget adderas med egentyngden från väggen och lastkombineras med snölasten. Den dimensionerande lasten görs om till en linjelast.
Linjelasten multipliceras med ett golvelements bredd för att beräkna punktlasten per håldäckselement. Värden för nyttig last och snöfickor användes från referensprojektet för att göra en lastkombination med golvbjälklagets egentyngd. De dimensionerande lasterna används för att räkna fram det maximala momentet för golv- och takbjälklaget. Detta beräknade maximala moment jämförs med elementens momentkapacitet för att få en utnyttjandegrad. Om utnyttjandegraden är under 100 procent är elementets bärighet tillräcklig.
4.4.2 Betong
För materialalternativet betong undersöktes en möjlig utformning på teknikutrymmets
stomme. Då väggen för teknikutrymmet endast bär upp egentyngder och snölast från taket var
det möjligt att använda en betongvägg med mindre dimension jämfört med en yttervägg som
ska bära upp laster från ovanliggande våningar. Detta minskar ytterväggens egentyngd, vilket
minskar lasterna som överförs till golvbjälklaget. Leverantören Strängbetong har en
prefabricerad yttervägg, VI-vägg, som består av 150 millimeter prefabricerad betong med 150
millimeter lätt isolering monterad på utsidan (figur 6). När denna vägg har monterats fästs
ytterligare en tunnare isoleringsskiva på den förmonterade isoleringen. Därefter monteras
puts utanpå isoleringen som fasadmaterial. Då betong har en stor bärighet krävs inte
kompletterande stålpelare för att förstärka väggen. Trots den tunna väggen är betong ett
tungt material som har en stor egentyngd och därför krävs ett golvbjälklag med stora
dimensioner som bär upp väggens och takbjälklagets laster. Strängbetongs HD/F 120/40-
element valdes. Bredden på håldäckselementet är cirka 1,2 meter och höjden cirka 0,4 meter
(figur 7). Denna dimension valdes med hjälp av Svensk Betongs tjänst Håldäck - direkt. Värden
för spännvidd, lasttyp och extra brottslast som påverkar bjälklaget fördes in i tjänsten och
HD/F 120/38 rekommenderades. Strängbetongs håldäck med dimensionerna 120/40 fanns
inte med som ett alternativ och då vissa laster som påverkar bjälklaget inte har räknats med
för att avgränsa examenarbetet valdes den större dimensionen HD/F 120/40.
19
Figur 6. En VI-vägg. (Strängbetong, Sandwich- och VI-väggar, 2014)
Figur 7. Tvärsnitt på häldäcksbjälklag med dimensionen 120/40. (Strängbetong, Håldäck elementtvärsnitt, 2018)
20 Håldäcksbjälklag har även valts som takbjälklag för teknikutrymmet. En mindre dimension har valts i förhållande till golvbjälklaget då taket bär upp mindre laster. I referensprojektet ligger taket längs med teknikutrymmets långsida (bilaga 1) med stålbalkar som upplag. Detta är ett alternativ för att minska spännvidden för takbjälklagets element. För att minska antalet aktörer beslutades att bjälklaget skulle placeras fritt upplagt längs med teknikutrymmets kortsida som har spännvidden 15,1 meter. Dimensionen på bjälklaget kontrollerades med Håldäck - direkt som rekommenderade dimensionen 120/32 (figur 8) för den angivna lasten och spännvidden. Detta innebär att det inte krävs stålbalkar i takbjälklaget då betongelementen har tillräcklig bärighet för att bära upp lasterna utan förstärkningar.
Figur 8. Tvärsnitt på håldäcksbjälklag med dimensionen 120/32 (Strängbetong, Håldäck elementtvärsnitt, 2018).
Med handberäkningar analyserades materialet betong. Håldäckselementens egentyngder införskaffades från leverantörens hemsida. Ytterväggens egentyngd angavs inte på leverantörens hemsida. Egentyngden har därför beräknats med värden som tillhandahölls genom E-postkontakt med leverantören. Egentyngderna från väggen, takbjälklaget och installationerna som fasts i takbjälklaget adderades. Därefter utfördes en lastkombination med snölast för att beräkna den dimensionerande linjelasten som påverkar golvbjälklaget. Den dimensionerande linjelasten multiplicerades med ett håldäckselements bredd för att beräkna punktlasten som överförs från väggen till golvbjälklaget per håldäckselement. Snöfickorna som bildas på utsidan av teknikutrymmets yttervägg samt de nyttiga lasterna från aggregaten inne i teknikutrymmet har lastkombinerats med golvbjälklagets egentyngd. Lasterna används för att beräkna stödreaktionerna som krävs samt för att beräkna det maximala momentet för elementen. Detta moment jämförs med momentkapaciteten för håldäcket som är angivet av leverantören för att beräkna en utnyttjandegrad. En momentkontroll har även utförts på håldäcksbjälklaget som används som tak för teknikutrymmet i betongalternativet. Vid denna kontroll lastkombineras håldäckets- och installationerna som fästs i takets egentyngd med snölasten. Lasterna skapar ett moment som inte får vara större än den angivna momentkapaciteten för håldäcket för att bärigheten ska vara tillräcklig.
Golvbjälklagets håldäckselement är nio meter långt. Avståndet mellan balken som
golvbjälklaget är upplagd på vid insidan av teknikutrymmet (Stöd A, figur 9) till
teknikutrymmets yttervägg är 5,5 meter. Avståndet mellan teknikutrymmets yttervägg och
balken som golvbjälklaget är upplagt på längs med byggnadens fasadlinje (Stöd B, figur 9) är
3,5 meter.
21
Figur 9. Lasterna som påverkar håldäcksbjälklaget vid golv.
Egentyngden från takhuvar som avger byggnadens avluft måste även beaktas. Då takhuvarna ofta anpassas till aggregatens placering varierar deras utformning och storlek från byggnad till byggnad. När håldäck används krävs håltagning i from av kapning av antingen en eller flera håldäckselement helt eller delvis. För att bära upp egentyngden från takhuven och lasten från det kapade håldäckselementet krävs avväxlingar, exempelvis en balk i stål, men det finns olika sorters avväxlingsmetoder. Avväxlingsbalken tar upp det kapade håldäckselementets egentyngd och fördelar lasterna till de bredvidliggande håldäcken. Vid stora laster och moment kan förstärkningar krävas. Förstärkningar är exempelvis i form av stålbalkar som placeras längs med hela håldäckselementet, som avväxlingsbalken kan fästas i. Då avväxlingsbalken anpassas efter egenskaper som varierar för varje byggnad undersöktes inte vilken specifik avväxlingsbalk som ska användas. Däremot beräknades lasten som avväxlingsbalken bär upp. Lasten beräknas till en punktlast som bredvidliggande håldäck bär, vilket ger de bredvidliggande elementen ett större moment. Utnyttjandegraden undersöks genom att jämföra det maximala momentet som skapas med håldäckselementets momentkapacitet. Det är viktigt att utnyttjandegraden för tak- och golvbjälklagets element är låg innan lasten från takhuvar och håltagningar adderas.
Detta ökar möjligheten för elementen att bära upp momentet från den ökade lasten.
Momentet för golvbjälklaget från den ökade punktlasten från takbjälklaget och väggen
kontrollerades. Dimensionerna har valts men antal linor som används baseras på önskad
utnyttjandegrad. Eftersom avväxlingsbalken som används inte bestäms ingår inte den
egentyngden i bärighetsberäkningarna.
22
23
5. Resultat
Detta kapitel handlar om resultatet från genomförandet.
5.1 Materialundersökning
Resultatet av materialundersökningen har redovisats i en tabell i bilaga 2.
De material som analyserades ytterligare är grönmarkerade och de som inte analyserades ytterligare är rödmarkerade.
5.2 Kostnadsanalys
I tabell 1 visas den totala kostnaden för de olika materialalternativen. I resultatet framgår det att lättelement av trä är det billigaste materialalternativet och betong är det dyraste materialalternativet.
Tabell 1. Totalkostnad för det olika materialalternativen.
Huvudmaterial Huvudleverantör Totalkostnad Stålstomme med håldäcksbjälklag Flera leverantörer 2 700 190 Lättelement av trä - enkel Lättelement AB 2 148 628 Lättelement av trä - komplicerad Lättelement AB 2 538 799
Betong Strängbetong 2 573 014
Betong Contiga 2 799 812
24
5.3 Tidsanalys
I tabell 2 visas leveranstiden och montagetiden för materialalternativen. I tabellen framgår det att betong har den kortaste montagetiden och stålstomme med håldäcksbjälklag har den längsta montagetiden.
Tabell 2. Leveranstid och total montagetid för de olika materialalternativen.
I bilaga 4 till 6 visas Gantt-scheman för de olika materialen, där framgår det hur lång leveranstiden är, när montagearbetet ska börja samt hur många montagedagar varje moment kräver.
Material Leverantör Leveranstid Montagedagar Stålstomme med
håldäcksbjälklag Håldäck 120/27 Contiga 10 veckor 3
Stål Tibnor 1-2 dagar
Paroc- element Tibnor 8-10 veckor 5
TRP-plåt Lindab 14 dagar 14
Isolering 2 veckor 7
Summa dagar 29
Lättelement av trä Håldäck 120/27 Contiga 10 veckor 2 Lättelement
vägg
Lättelement AB 6-12 veckor
4 Lättelement
tak
Lättelement AB 6-12 veckor
2
Summa dagar 8
Betong Håldäck 120/40 Strängbetong 3 månader 4
Väggelement Strängbetong 7-8 månader 4
Håldäck 120/32 Strängbetong 3 månader 2
Summa dagar 10
Betong Håldäck 120/40 Contiga 10 veckor 3
Väggelement Contiga 3-4 månader 2
Håldäck 120/40 Contiga 10 veckor 1
Summa dagar 6
25
5.4 Bärighetsanalys
I utnyttjandegradskontrollen i tabell 3 och tabell 4 jämförs tak- och golvelementens beräknade momenten med momentkapaciteten. I tabell 5 redovisas maximala stödreaktioner på kortsidan exklusive takhuv för de tre materialalternativen. I tabell 6 redovisas den maximala punktlasten från tak och vägg på långsidan för de tre materialalternativen. Punktlasterna för lättelement och betong är per HD/F-element. Lasterna illustreras i figur 9.
Tabell 3. Redovisning av utnyttjandegrad för moment per HD/F-element för materialalternativet betong exklusive och inklusive last från takhuv.
Betong: Utnyttjandegradskontroll
HD/F 120/32 HD/F 120/40
Exkl. Antal linor 8 9 10 11 13 8+2 12+2 16+2
takhuv Momentkap. [kNm] 307 342 376 411 472 393 573 710 Moment [kNm] 265,4 265,4 265,4 265,4 265,4 389,1 389,1 389,1 Utn. grad [%] 86,4 77,6 70,6 64,6 56,2 99,0 67,9 54,8
Kontroll OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK! OK!
Inkl. Moment [kNm] 328,7 328,7 328,7 328,7 328,7 424,5 424,5 424,5 takhuv Utn. grad [%] 107,1 96,1 87,4 80,0 69,6 108,0 74,1 59,8
Kontroll EJ OK! OK! OK! OK! OK! EJ OK! OK! OK!
Ökning p.g.a. takhuv [%] 20,6 18,5 16,8 15,4 13,4 9,0 6,2 5,0
Tabell 4. Redovisning av utnyttjandegrad för moment per HD/F-element för materialalternativet lättelement av trä exklusive och inklusive last från takhuv.
Lättelement av trä: Utnyttjandegradskontroll
HD/F 120/27 A455
Exkl. takhuv Antal linor 6 8 10
Momentkap. [kNm] 185 241 297 101,6
Moment [kNm] 212,2 212,2 212,2 97,7
Utnyttjandegrad
[%] 114,7 88,0 71,4 96,2
Kontroll EJ OK! OK! OK! OK!
Inkl. takhuv Moment [kNm] 242,7 242,7 242,7 153,5
Utnyttjandegrad
[%] 131,2 100,7 81,7 151,1
Kontroll EJ OK! EJ OK! OK! EJ OK!
Ökning p.g.a. takhuv 16,5 12,7 10,3 54,9
26
Tabell 5. Redovisning av maximala stödreaktioner på kortsidan exklusive takhuv för de tre materialalternativen.
Maximal stödreaktion exkl. takhuvar, kortsida [kN]
Stålstomme Lättelement av trä Betong
Stöd A 108,9 79,4 118,7
Stöd B 165,5 81,6 136,2
Tabell 6. Redovisning av maximala punktlaster från vägg och tak exklusive takhuv för de tre materialalternativen.
Punktlasterna för lättelement av trä och betong är per HD/F-element.
Maximal punktlast från vägg och tak exkl. takhuvar, långsida [kN]
Stålstomme Lättelement av trä Betong
Punktlast 255 33,8 105,4
5.5 Sammanställning av resultat
I tabell 7 sammanställs resultaten. Tabellen visar att betong från leverantören Contiga har flest positiva egenskaper.
Tabell 7. Sammanställning av resultat.
