Examensarbete för högskoleingenjörsexamen i byggteknik, 15 hp VT 2019
Jämförelse av trä-, betong- och
stålstomsystem för flerbostadshus i Leksand
Comparison of wood-, concrete- and steel structures for apartment buildings in Leksand
Karl-Johan Dyvik
i
Sammanfattning
Det finns många olika varianter av uppbyggnader för ett stomsystem. Skoglunds Bygg har genom åren använt sig av många olika stomsystem och de vill nu ha dessa utvärderade och jämförda för att få ett resultat på vad som varit de mest lönsamma och tidseffektiva
konstruktionerna. Genom att använda ett referenshus är målsättningen att studera och jämföra olika stomsystem som Skoglunds Bygg har använt sig av i tidigare projekt, men även att jämföra några nya lösningar som de är intresserade av. Som avslutning av denna jämförelse vill Skoglunds Bygg få ut en ”Skoglunds modell”, som består av de mest lönsamma och tidseffektiva konstruktionslösningarna.
För att kunna genomföra denna jämförelse genomfördes först en litteraturstudie för att få en djupare förståelse för de olika konstruktionerna och datorprogrammet som ska användas.
Därefter redovisade Skoglunds Bygg vilka konstruktioner de ville ha jämförda. När detta var gjort användes datorprogrammet BidCon för att jämföra dessa konstruktioner med hänsyn till tidsåtgång och kostnader. Detta resulterade slutligen i en ”Skoglunds modell”.
Studien resulterade i att träregelstomme med en fasad av trä var den billigaste konstruktionen medans den snabbaste konstruktionen var utfackningsväggar i trä.
För bärande lägenhetsavskiljande väggar var resultatet att skalväggen var den billigaste och snabbaste konstruktionen.
För bjälklag var resultatet att betongbjälklaget DalaDekk var den billigaste konstruktionen medans hålbjälklaget i betong var den snabbaste konstruktionen att producera.
”Skoglundsmodellen” består av följande konstruktioner:
• Ytterväggar – Träregelstommme med en fasad av trä
• Lägenhetsavskiljande bärande väggar – Skalväggar i betong
• Bjälklag – DalaDekk betongelement
ii
Abstract
There are many different variants of structures for a framework system. Skoglunds Bygg has used many different frame systems over the years and they now want these evaluated and compared to get a result on what has been the most profitable and time-efficient designs. By using a reference house, the goal is to study and compare different frame systems that Skoglunds Bygg has used in previous projects, but also to compare some new solutions that they are interested in. As a conclusion to this comparison, Skoglunds Bygg wants to get a
"Skoglund model", which consists of the most profitable and time-efficient design solutions.
To be able to carry out this comparison, a literature study was first carried out in order to gain a deeper understanding of the various designs and the computer program to be used. Then Skoglunds Bygg reported which designs they wanted to compare. When this was done, the computer program BidCon was used to compare these constructions with regard to time and costs. This eventually resulted in a "Skoglund model".
The result shows that the wooden timber frame with a wooden facade are the cheapest construction, while the fastest construction is curtain walls with wood façade.
For load-bearing partition walls, the result shows that the concrete shell wall is the cheapest and fastest alternative in this particular study.
For the framing of joists floor, the result shows that the concrete flooring DalaDekk is the cheapest alternative, while the hollow core flooring in concrete is the fastest construction to produce.
“The Skoglundsmodel” consists of the following:
• Load-bearing external walls - Curtain walls with a wood facade
• Load-bearing partition walls - Concrete shell walls
• Floor layers – Flat concrete base
iii
Förord
Detta examensarbete har utförts vid institutionen för tillämpad fysik och elektronik på Umeå universitet och ingår i den sista delen av högskoleingenjörsprogrammet i Byggteknik
motsvarande 180 högskolepoäng. Examensarbetet omfattar 15 högskolepoäng och är en fördjupning inom Byggteknik med handledning från Skoglunds Bygg och det är författat av Karl-Johan Dyvik under våren 2019.
Under detta examensarbete har jag fått god inblick i Skoglunds Bygg struktur och arbetssätt och det har varit väldigt roligt och lärorikt. Det har även varit ett bra komplement till det vi lärt oss i skolan och var intressant att få se hur det görs i verkligheten.
Jag skulle vilja rikta ett stort tack till mina handledare som hjälpt mig under detta
examensarbetet, Mattias Rapp, Johan Vesterberg och Thomas Nääs på Skoglunds Bygg men även Jimmy Vesterberg på Umeå universitet. Berörda företag ska även dom ha ett stort tack för delgivning av fakta och underlag som bidragit till att arbetet har gått att genomföra.
Jag skulle även vilja tacka alla lärare genom åren som har undervisat mig och mina
klasskompisar som jag lärt känna genom åren och som har gjort studietiden både lärorik och underhållande.
Umeå, juni 2019
Karl-Johan Dyvik
iv
Innehållsförteckning
Sammanfattning ... i
Abstract ... ii
Förord ... iii
Innehållsförteckning ... iv
1. Inledning ... 1
1.1 Bakgrund ... 1
1.2 Syfte ... 1
1.3 Målsättning ... 1
1.4 Avgränsning ... 2
2. Teori ... 3
2.1 Bärande Stomme ... 3
2.2 Prefabricerade element ... 3
2.3 Platsbyggda element ... 4
2.4 Trä som byggnadsmaterial ... 4
2.5 Betong som byggnadsmaterial ... 5
2.6 Stål som byggnadsmaterial ... 5
2.7 Brand ... 6
2.8 Ljud ... 7
3. Jämförelseobjekten ... 8
3.1 Ytterväggar ... 8
3.1.1 Sandwichelement av betong ... 8
3.1.2 Bärande träregelstomme med putsad fasad ... 9
3.1.3 Bärande träregelstomme med fasad av trä ... 9
3.1.4 Utfackningsvägg i trä med fasad av trä ... 10
3.1.5 Utfackningsvägg i trä med fasad av puts ... 10
3.1.6 KL-trästomme med fasad av trä ... 11
3.2 Bärande lägenhetsavskiljande väggar ... 11
3.2.1 Prefabricerade väggar i betong ... 11
3.2.2 Platsgjutna väggar i betong ... 12
3.2.3 Skalvägg i betong ... 12
3.2.4 Träregelvägg ... 13
3.2.5 KL-trävägg ... 14
3.3 Bjälklag ... 14
3.3.1 Plattbärlag ... 14
3.3.2 Prefabricerade betongelement, DalaDekk ... 15
3.3.3 Massiva betongelement ... 16
v
3.3.4 Platsgjuten betong ... 16
3.3.5 Håldäck ... 17
3.3.6 Träbjälklag ... 18
3.3.7 KL-träbjälklag ... 18
4. Genomförande/metod ... 19
5. Resultat ... 21
6. Diskussion/Slutsats ... 25
7. Referenslista ... 27
8. Bilagor ... 29
1
1. Inledning
Inledningsvis ges en förklaring av studiens bakgrund, syfte, målsättning och gjorda avgränsningar. Denna del ska förtydliga vad studien handlar om.
1.1 Bakgrund
Byggingenjör Nils Skoglunds AB är ett anrikt företag som grundades 1891 av Hallmans Per Karlsson och var på den tiden ett renodlat byggföretag men som idag har expanderat och omfattar fyra olika delar, Skoglunds Bygg, Skoglunds Fastigheter, Öhrns måleri och Leksands Maskinpartner. När Hallmans Per Karlsson slutade tog svärsonen Nils över för att sedan lämna över VD-posten till sin son Mats som i sin tur lämnat över till sin son Mattias. Det är just denna starka tråd som är grunden för ”Skoglundsandan” och som knyter ihop företagets historia med nutid. Skoglunds är stolta över alla byggnadsverk som man skapat sedan slutet av 1800-talet, stora som små. Många står än idag och ses som ett bevis på den goda
byggnadskonst man skapat och verkat genom åren. Hallmans Per Karlsson har även haft en avgörande roll i uppbyggnaden av det moderna Leksand, från bondby till en tätort med centrum för administration och handel. Leksand och Siljansbygden var länge det området där man verkade som företag men allt eftersom har aktionsradien utökats över hela Dalarna och nu under de senaste åren även andra orter i Mellansverige (Skoglund. 2019).
Eftersom Skoglunds Bygg har slutfört många projekt genom åren behöver de nu utvärderas och jämföras och en önskan från Skoglunds Bygg kom då om att utvärdera och jämföra de olika stomsystemen de har använt sig av och de som dem använder sig av idag.
1.2 Syfte
Skoglunds Bygg har avslutat många projekt men inte riktigt stannat upp och
utvärderat/jämfört de olika byggsystem man använt sig av genom åren. Arbetets huvudsyfte är därför att hitta det mest lönsamma och snabbaste byggsystemet för Skoglunds Bygg där det önskas att en ”Skoglundsmodell” utarbetas som de själva kan använda sig av som sin standardmodell för ett stomsystem i ett flerbostadshus. Allt detta för att påskynda
projekteringen så att bygget kan starta snabbare och de vet vad som är det bästa stomsystemet för dem.
1.3 Målsättning
Det finns många olika varianter av uppbyggnader för ett stomsystem och även materialvalet i dessa skiljer sig åt. Skoglunds Bygg har genom åren använt sig av många olika stomsystem, men vill nu ha de utvärderande och jämförda för att få ett resultat på vad som varit det mest lönsamma och tidseffektiva konstruktionerna. För att jämförelsen ska bli standardiserad har ett referenshus med några fasta mått och byggnadskrav tagits fram, detta för att data till denna studie har tagits från olika projekt där husen har skiljt i utseende och storlek. Målsättningen för denna studie är att studera och jämföra olika stomsystem som Skoglunds Bygg har använt sig av i tidigare projekt, men även att jämföra några nya lösningar som de är intresserade av.
De jämförda konstruktionerna i denna studie är:
Ytterväggar:
• Sandwichelement av betong som är prefabricerade
• Träregelstomme med en luftad putsad fasad enligt StoVentec-systemet
• Träregelstomme med en fasad av trä
• Utfackningsväggar med stålpelare och fasad av både puts och trä
• KL-trästomme med en fasad av trä
2 Bärande lägenhetsavskiljande väggar:
• Massiva betongelement som är prefabricerade
• Platsgjuten betong
• Skalväggar i betong
• Träregelvägg
• KL-träväggar Bjälklag:
• Plattbärlag
• DalaDekk betongelement
• Massiva betongelement
• Platsgjuten betong
• Håldäck
• Träbjälklag
• KL-träbjälklag
Följande frågeställningar kommer undersökas och diskuteras i denna studie:
• Vilket är det mest lönsamma och snabbaste byggsystemet? Här ska trä-, betong- och stålstomme jämföras där platsbyggt kontra prefabricerade element kommer jämföras.
• Ge ett förslag på en ”Skoglunds modell” för Skoglunds Bygg att jobba efter i framtiden som enligt denna studie visar sig vara den mest lönsamma.
1.4 Avgränsning
Eftersom Skoglunds Bygg ville ha en jämförelse på olika stomsystem som de använt sig av och sådana som de möjligtvis kan tänka sig att använda i framtiden så kommer studien att avgränsas till ytterväggar, bärande lägenhetsavskiljande väggar och bjälklag.
Ett referenshus kommer användas för att vissa mått och byggnadskrav ska kunna gälla, detta för att indata till studien har tagits från tidigare projekt som Skoglunds Bygg har genomfört där husen haft olika utseende och storlek.
Referenshuset är ett flerbostadshus som är 3 våningar högt och där vägghöjderna är 2.70m.
Referenshuset ska byggas i närheten av Leksand där Skoglunds Bygg är stationerade. De byggkrav som byggnaden ska uppfylla är ljudklass B och en brandklass på REI 60.
Transportkostnaderna har i denna studie inte tagits med.
3
2. Teori
I detta kapitel redovisas den fakta som är nödvändig för att förstå rapportens alla avgränsningar och antaganden.
2.1 Bärande Stomme
Den bärande stommen består av ett flertal byggdelar, dessa är pelare, väggar, väggpelare, bjälklag, plattor, skivor, fackverk och inspända pelare och/eller väggar (Afshar. 2016, 12–13).
Den bärande stommens huvudsakliga uppgift i ett hus är att klara av de verkande laster som den utsätts för, dessutom ska den föra dessa laster från stommen ner till grunden. Laster som en konstruktion kan utsättas för är t.ex. yttre laster i form av snö, is och jordtryck. Stommen kan även utsättas för nyttig last som kan uppstå från personer, inredning och maskiner som finns i byggnaden. Stommen kan även utsättas för en tredje last, egentyngden, men det är oftast bara betongstommar som har denna last som den dominerande.
Det finns några olika aspekter som styr valet av stomsystem och material, dessa är
funktionskrav och påverkande faktorer. Funktionskraven innefattar bärförmåga/hållfasthet, styvhet, ljudisoleringsförmåga, brandsäkerhet, värmeisoleringsförmåga, fuktsäkerhet och beständighet. De påverkande faktorerna innefattar funktionskrav på byggnaden beroende på verksamhetskrav. Olika verksamheter har olika krav på byggnadens utseende och funktion så som t.ex. flexibla planlösningar, öppna planlösningar, olika ytskikt med mera. T.ex. en affär eller lagerlokal vill ha stora ytor utan rum med tåligare ytskikt medans ett flerbostadshus vill ha många lägenheter med mindre rum och kanske känsligare ytskikt men som då ses som finare (Afshar. 2016, 10).
2.2 Prefabricerade element
Idag är byggnadsbranschen tidspressat och man måste hitta nya sätt att bygga samma volymer snabbare. Då har man kommit på att man prefabricerar, Nationalencyklopedin (2019)
förklarar ordet prefabricering som förtillverkning av delar på annan plats, elementen på annan plats och sedan fraktar dom till byggnadsplatsen för att byggas ihop snabbt. Genom detta spar man mycket tid mot det traditionella platsbyggda elementet men det ställer högre krav på logistiken.
Fördelen med prefabricerade element är att man kan skapa en god arbetsmiljö för de anställda som jobbar i fabriken och elementen byggs under perfekta förhållanden där man undviker långa uttorkningstider och fuktproblem. Inga specialverktyg (vissa element kräver dock speciella lyftredskap t.ex. håldäck och DalaDekk) behövs för montage och när prefabricerade element installeras och montagetiden minskar rejält mot om man skulle välja att platsbygga elementen. Elementen behöver inte tillverkas i fabrik utan kan produceras i en provisorisk fabrik, s.k. Fältfabrik, där större element produceras och lyfts sedan på plats för att monteras (Svensson. 2008, 7).
Nackdelen med detta byggsystem är att om transporterna blir försenade eller inte kommer fram överhuvudtaget, detta orsakar då problem för hela bygget och i värsta fall får bygget stanna upp och vänta på att de beställda prefabricerade elementen anländer så bygget kan fortsätta. Man kommer även behöva en kran som kan lyfta elementen på plats och dessa kostar en del pengar per dag (Dalacement. 2014)(Barton och Rödjemyr 2015, 1–9).
4
2.3 Platsbyggda element
Det platsbyggda alternativet innebär som det låter att man bygger väggar och bjälklag på plats. Allt material kommer löst till byggnadsplatsen och sedan ska allt monteras för hand eller med hjälp av maskiner (Svensson. 2008, 7).
Fördelarna med platsbyggt jämfört med prefabricerat är att det normalt är en billigare lösning då mindre transporter behövs (Danielsson och Robertsson. 2008, 19). En till fördel med att använda det platsbyggda alternativet är att det finns möjligheter till sen projektering och stora anpassningsmöjligheter (Barton och Rödjemyr. 2015, 5).
Nackdelarna är dock att det tar mycket längre tid jämfört mot det prefabricerade att få ett tätt hus vilket kan bidra till att byggfukt tillkommer. Det platsbyggda alternativet innebär även en sämre ergonomisk arbetsställning vilket inte är bra för de som arbetar på bygget (Barton och Rödjemyr. 2015, 5).
2.4 Trä som byggnadsmaterial
Trä är det byggnadsmaterial som har längst tradition inom svensk byggindustri. Trä har många fördelar och en av de är att trä som byggnadsmaterial har en hög hållfasthet i
förhållande till sin egentyngd. Detta bidrar till att transporten blir billigare, enklare och mer miljövänlig jämfört med t.ex. byggnadsmaterialet betong. Trä är dessutom lätt att bearbeta på arbetsplatsen utan att behöva använda alltför komplicerade maskiner. Trä är dessutom det enda byggnadsmaterialet som är förnybart, med det menas att trä ständigt förnyar sig och inte beräknas ta slut inom en snar framtid. Trä som byggnadsmaterial hittas t.ex. i
stomkonstruktioner, ytter- och innerväggsbeklädnad men även i formar när man ska gjuta betong och som inredningsmaterial. Det är med andra ord väldigt allsidigt (Afshar och Alaoui.
2016, 7). Idag byggs ca 10% av flerbostadshus i trä och intresset för detta byggnadsmaterial fortsätter att växa. Trä som används i hus och som lever ute i skogen lagrar nämligen
koldioxid vilket gör att trä producerar syre och renar luften i hela sin livstid (Eliasson. 2019, Trä är ett hållbart byggmaterial).
Trä är ett levande material och dess hållfasthet varierar beroende på hur träet blir belastat.
Längs med fiberriktningen är trä betydligt starkare och tåligare än vinkelrätt mot
fiberriktningen. Kvistar i träet försvagar regelns hållfasthet och vart regeln tas ifrån stammen kommer också påverka hållfastheten (Eliasson. 2019, Egenskaper hos barrträ). Trä är även känsligt för fukt och om inte fukten i konstruktionen ventileras ur inom kort så kan träet börja ruttna och vara en lämplig plats för mögel när temperatur och relativ fuktighet tillåter (Bohlin och Lindroth. 2012, 2)
Trä har goda termiska egenskaper och det har använts som värmeisolerande material en gång i tiden. Värmeledningsförmågan är störst längsmed fiberriktningen och den ökar relativt med fuktkvoten och densiteten.
Trä står emot brand bra, detta eftersom trä förkolas långsamt och under den förkolade ytan finns normalt friskt trä som fortsatt uppfyller sina ursprungliga egenskaper. Trä förkolas ungefär med en hastighet på 0,5–1 mm per minut (Eliasson. 2019, Egenskaper hos trä).
Trä är sämre mot ljudisolering och framförallt mot stegljud där en del problem finns i projekteringen. (Bohlin och Lindroth. 2012, 5)
För att träkonstruktioner ska uppnå större virkesdimensioner och en större formbarhet så har två varianter på en homogen träregel tagits fram, dessa kallas limträ och KL-trä (Kors Limmade skivor). Limträ består av ett antal ihop limmade trälameller med fiberriktningen åt samma håll, vilket bidrar till att öka hållfastheten och minska risken för svaga punkter t.ex.
kvistar. KL-trä består av ett antal ihop limmade lameller med fiberriktningarna åt olika håll för att öka på formstabiliteten som tillsammans bildar en enhet. Limträ och KL-trä används ofta där stora spännvidder och laster uppkommer, t.ex. i bärande stommar i flerbostadshus, tak
5
i offentliga byggnader och träbroar. Dessa har som fördel att transporterna blir betydligt färre jämfört med t.ex. prefabricerade betongelement (Eliasson 2019. 2019, Om limträ).
2.5 Betong som byggnadsmaterial
I dagens byggbransch är betong det dominerande byggnadsmaterialet på marknaden. Betong används idag som bärande stomme i hus, grundkonstruktioner, industrianläggningar, broar m.m. Vanligtvis utgör betongkonstruktionerna grunden, väggar, bjälklag och pelare i hus.
Betong består av en blandning av cement, ballast (sten), vatten och tillsatsmedel. I betongen är cementet det hydrauliska bindemedlet. När alla dessa delar blandas ihop hårdnar cementet och cementpasta bildas, cementpastan binder ballasten och fungerar som bindemedlet i betongen. Betongen kan blandas i många olika varianter vilket bidrar till olika hållfastheter och dess egenskaper anpassas med hjälp av olika tillsatsmedel. Normalt är draghållfastheten i betong cirka en tiondel av tryckhållfastheten och normalt används alltid armering i betongen för att öka på draghållfastheten i betongen. Hur mycket armering som behövs varierar beroende på lastförutsättningarna (Afshar och Alaoui. 2016, 8–9).
Betong har en väldigt god brandresistens eftersom betong inte brinner så avger det inte rök eller giftiga avgaser. Om det skulle börja brinna i en betongkonstruktion så smälter inte betongen vilket gör att en betongstomme behåller sin bärande kapacitet vid brand. Betongens egenskaper är bestående och mattas inte ut över tid vilket gör att byggnaden står kvar utan kontinuerliga åtgärder och kostnader för byte av delar (Svensk Betong. 2019, brand).
Betong har även en god ljudisoleringsförmåga vilket bidrar till att en god ljudmiljö inomhus skapas. Betongen skyddar och isolerar buller som kommer utifrån och mot störande ljud från angränsade lägenheter och trapphus. Att uppnå ljudklass B, som oftast idag står som ljudkrav på nybyggnationer, är inga problem om väggar och bjälklag är byggda i betong. Ljudisolering och ljudnivåer i hus som består av betongstomme kan idag dimensioneras med stor
noggrannhet med hjälp av moderna beräkningsprogram (Svensk Betong. 2019, ljud).
2.6 Stål som byggnadsmaterial
Stålstommar i hus förekommer ofta i höghus eftersom de är väldigt lätta i förhållande till sin bärförmåga, men de kan även förekomma i lägre hus. Stål används ofta som pelare med utfackningsväggar, där stålpelarna är det bärande i konstruktionen.
Fördelarna med stålstommar är att de kan prefabriceras i stora mängder, de är mindre fuktkänsliga jämfört med träkonstruktioner och det mesta av stålstommarna kan i slutet av byggnadens livstid återvinnas och sedan återanvändas vid ett nytt projekt.
Nackdelarna med stålstommar är att de kan behöva rost- och brand skyddas för att stå emot fukt och branddeformationer. Stål har även en god värmeledningsförmåga vilket innebär att isoleringsarbetet måste göras noggrant för att minska och undvika värmeförluster (Oshalim och Stjerneman. 2013, 4).
6
2.7 Brand
Brand är något som kan inträffa under en byggnads livstid. Om en brand utbryter så kan både människors liv och byggnaders bärförmåga bli utsatta och påverkade. Om en brand skulle bryta ut så behövs både ett passivt och ett aktivt skydd.
Det passiva brandskyddet utgörs av konstruktionen i byggnaden och ska förhindra att branden sprider sig och försvagar byggnaden så den tillslut rasar. Inom brandskydd och
brandklassificeringar används ofta tre olika bokstäver:
R – Bärförmåga, innebär den tid konstruktionsdelens bärförmåga upprätthålls vid en standardbrand.
E – Integritet/täthet, innebär den tid det tar för den ”kalla” sidan att uppnå en viss temperatur.
I – Isolering, innebär den tid som konstruktionsdelen behåller sin täthet vid en standardbrand.
Figur 1. Funktionskrav brandmotstånd (Martinssons)
Dessa bokstäver följs sedan av en siffra, 15, 30, 60, 90, 120, 180, 240 som visar hur många minuter efter brandens initialskede som konstruktionen ska klara av att behålla någon eller flera av egenskaperna som konstruktionsdelen besitter. En vanlig brandklass är REI60 och det innebär att konstruktionsdelen har en bärförmåga, täthet och temperaturkrav som ska hålla i minst 60 minuter.
Det aktiva brandskyddet utgörs av fläktar som skingrar brandgas, sprinklersystem och brandsläckare (Afshar och Alaoui. 2016, 24–25) (Bohlin och Lindroth. 2012, 18–19).
En betongkonstruktion besitter en god brandmotståndskraft och kan nästan dimensioneras för samtliga behov utan brandbeklädnad, medans trä- och stålkonstruktioner behöver
brandisoleras för att klara de ställda brandkraven. Sedan BBR94 (Boverkets byggregler från 1994) introducerades i Sverige så har brandskyddsbestämmelserna varit materialneutrala och funktionsbaserade. Om det fanns risk för brand där personer vistas, och det ställdes krav på REI60 för konstruktionen som bestod av trä eller stål. Kan de enligt BBR94 jämställas med en betongvägg i brandmotståndskraft om det installerades gips på väggen så både betongväggen och trä-/stålkonstruktionen klarade en brand i 60 minuter (Afshar och Alaoui. 2016, 24).
7
2.8 Ljud
Ljud skapas genom tryckvariationer i luften som skapar olika frekvenser som har ett frekvensomfång mellan 20–20000 Hz, ett omfång som vårat mänskliga öra kan uppfatta.
Trycket av ljud kan variera och kan mätas med N/m2 eller Pascal. För att underlätta detta har man infört en logaritmisk skala som är proportionell mot detta och det kallas decibel (dB).
Ljud i byggnader transporteras på fyra olika sätt:
• Genom luft – Ljudet transporteras via luften genom otätheter, öppna hål, i ventilationen m.m.
• Direkttransmission – När ljudet transporteras genom endast en byggnadsdel så kallas det för direkttransmission
• Flanktransmission – När ljudet sätter material i svängning och gör att ljudet transporteras genom flera byggnadsdelar, från bjälklag till väggar t.ex.
• Stegljud – När människor vistas och rör sig i ett rum färdas ljud genom bjälklaget till underliggande rum. Ljudet kan även ta sig vidare genom bjälklag till väggar. Stegljud transporteras mycket effektivt genom materialet och kräver en del för att undvikas.
I Sverige jobbar vi med fyra olika ljudklasser, dessa beskriver vilka ljudförhållanden som råder i olika lokaler. Dessa definieras via bokstäver, A, B, C, D där A är bäst och D är sämst.
Vi i Sverige har som minimikrav att i svenska bostäder gäller ljudklass C, detta innebär att ljudnivån inomhus inte får överstiga 56 dBA. Ljudklasserna definieras som nedan (Tyréns) (Bohlin och Lindroth. 2012, 15–16):
• Ljudklass A – 48 dB
• Ljudklass B – 52 dB
• Ljudklass C – 56 dB
• Ljudklass D – 60 dB
8
3. Jämförelseobjekten
I detta kapitel kommer alla jämförelseobjekt redovisas.
3.1 Ytterväggar
Här nedan redovisas alla ytterväggkonstruktioner som jämfördes.
3.1.1 Sandwichelement av betong
Denna vägg är ett sandwichelement av betong som är prefabricerade element som Skoglunds Bygg oftast köper in från Dala Cement. De är konstruerade enligt Figur 2. med en bärande innerskiva av betong innerst och en 70mm tjock ytterskiva av betong ytterst som är målad.
Dessa kan levereras i storlekar med en max höjd på 3.8m och en maxlängd på 8.8m. Eftersom dessa element är prefabricerade så sker all produktion inomhus med ideala förhållanden vilket gör att man oftast undviker långa uttorkningstider och fuktproblem (Dalacement. 2014) Bilaga 1 är ett urklipp ur en k-ritning ifrån ett tidigare projekt som visar hur väggen byggdes.
Figur 2. Ett tvärsnitt på ett sandwichelement.
9 3.1.2 Bärande träregelstomme med putsad fasad
Denna vägg är en träregelstomme med putsad fasad med en luftad konstruktion enligt StoVentec-system. Väggen är konstruerad enligt Figur 3. nedan med puts ytterst och
gipsskiva innerst. Den är delvis prefabricerad och delvis platsbyggd. Skoglunds Bygg hade en tillfällig fabrik på plats där de byggde grundstommen i mindre block som de sedan lyfte på plats med hjälp av en kran för montage. Sedan platsbyggde man den luftade putskonstruktion enligt StoVentec-system (Sto Scandinavia AB). Bilaga 2 är ett urklipp ur en k-ritning ifrån ett tidigare projekt som visar hur väggen byggdes.
Figur 3. Ett tvärsnitt på en träregelstomme med putsad fasad
3.1.3 Bärande träregelstomme med fasad av trä
Denna vägg är en träregelstomme med fasad av trä. Väggen är konstruerad enligt Figur 4.
nedan med lockpanel ytterst och gipsskiva innerst. Skoglunds Bygg platsbyggde väggen på plats vid detta projekt. Bilaga 3 är ett urklipp ur en k-ritning ifrån ett tidigare projekt som visar hur väggen byggdes.
Figur 4. Ett tvärsnitt på en träregelstomme med fasad av trä
10 3.1.4 Utfackningsvägg i trä med fasad av trä
Denna vägg har stålpelare som bärande konstruktion med en utfackningsvägg i trästomme (icke bärande) med en fasad av trä. Väggen är konstruerad enligt Figur 5. nedan med ståendepanel ytterst och gipsskiva innerst. Till projektet där Skoglunds Bygg använt denna vägg fick de offert på utfackningsväggarna inklusive montage. Bilaga 4 är ett urklipp ur BidCon som visar hur väggen byggdes.
Figur 5. Ett tvärsnitt på en utfackningsvägg i trä med fasad av trä och bärande stålpelare
3.1.5 Utfackningsvägg i trä med fasad av puts
Denna vägg har stålpelare som bärande konstruktion med en utfackningsvägg i trästomme (icke bärande) med en putsad fasad. Väggen är konstruerad enligt Figur 6. nedan med puts ytterst och gipsskiva innerst. Den är delvis platsbyggd, Skoglunds Bygg hade en tillfällig fabrik på plats där de byggde väggen i mindre block som de sedan lyfte på plats med hjälp av en kran för montage. Bilaga 5 är ett urklipp ur BidCon som visar hur väggen byggdes.
Figur 6. Ett tvärsnitt på en utfackningsvägg i trä med putsad fasad och bärande stålpelare
11 3.1.6 KL-trästomme med fasad av trä
Denna vägg har en KL-trästomme bärande med en fasad av trä. Väggen är konstruerad enligt Figur 7. nedan med lockpanel ytterst och gipsskiva innerst. Den är delvis platsbyggd och delvis prefabricerad då Skoglunds Bygg köper in prefabricerade KL-träelement där de är färdiga och sedan platsbygger de kompletterande lager som krävs för att väggen ska klara brand och ljudkraven. Bilaga 6 är ett urklipp ur en PDF-fil som visar hur väggen kan byggas för att klara olika brand- och ljudkrav.
Figur 7. Ett tvärsnitt på en KL-trästomme med en fasad av trä
3.2 Bärande lägenhetsavskiljande väggar
Här nedan redovisas alla lägenhetsavskiljande väggar som ska jämföras.
3.2.1 Prefabricerade väggar i betong
Denna vägg är en massiv betongvägginnervägg som är prefabricerad. Den kommer färdig till byggplatsen och lyfts på plats med en kran där den monteras på pallbrickor och undergjuts på plats. Väggen är konstruerad enligt Figur 8. Bilaga 7 är ett urklipp ur en k-ritning ifrån ett tidigare projekt som visar hur väggen byggdes.
Figur 8. Ett tvärsnitt på en massiv betongvägginnervägg
12 3.2.2 Platsgjutna väggar i betong
Denna vägg är en massiv betongvägginnervägg som är platsgjuten. Den gjuts på plats med hjälp av träreglar och skivor som man bygger som en form, innan man gjuter så lägger man även in armeringen i formen. Alternativt kan man använda en hyrd väggform (Doka). Väggen är konstruerad enligt Figur 9. Bilaga 8 är ett urklipp ur BidCon som visar hur väggen
byggdes.
Figur 9. Ett tvärsnitt på en massiv betonginnervägg 3.2.3 Skalvägg i betong
Denna vägg är en skalvägg som delvis är prefabricerad och delvis platsgjuten. Väggen
kommer prefabricerad enligt Figur 10. med två skivor som är färdiggjutna och har ett hålrum i sig, som man då lyfter på plats med hjälp av en kran och sedan gjuter man tomrummet på plats. Väggen är konstruerad enligt Figur 11. när den är färdig (ABetong).
Figur 10. Ett fotografi som visar hur skalväggen ser ut innan sista gjutningen (Svensk Betong)
13 Figur 11. Ett tvärsnitt på en skalvägg
3.2.4 Träregelvägg
Denna vägg har två bärande stommar med en luftspalt mellan sig för att klara ljudkravet.
Väggen är konstruerad enligt Figur 12. nedan med gipsskiva på vardera sida av väggen. Den är delvis platsbyggd och delvis prefabricerad då Skoglunds Bygg hade en tillfällig fabrik på byggnadsplatsen så monterade de ihop mindre element som de sedan lyfte på plats med hjälp av en kran för montage. Bilaga 9 är ett urklipp ur en k-ritning ifrån ett tidigare projekt som visar hur väggen byggdes.
Figur 12. Ett tvärsnitt på en träregelvägg
14 3.2.5 KL-trävägg
Denna vägg har en KL-trästomme bärande med en luftspalt för att klara ljudkravet. Den är konstruerad enligt Figur 13. nedan med gipsskiva på vardera sida om väggen. Den är delvis platsbyggd och delvis prefabricerad då Skoglunds Bygg köper in prefabricerade KL-
träelement som kommer färdiga där de sedan platsbygger de kompletterande lager som krävs för att väggen ska klara brand och ljudkrav. Bilaga 10 är ett urklipp ur PDF-fil som visar hur väggen kan byggas för att klara vissa brand- och ljudkrav.
Figur 13. Ett tvärsnitt på en KL-träinnervägg
3.3 Bjälklag
Här nedan redovisas alla bjälklag som ska jämföras.
3.3.1 Plattbärlag
Detta bjälklag kommer prefabricerat med ett betongelement på 40mm, det läggs på plats och sedan ska alla installatörer lägga sina installationer på betongelementet. Sedan platsgjuts de sista 180mm. Det är konstruerat enligt Figur 14. nedan. Detta är uppskattat av installatörerna på plats eftersom de lägger sina installationer ovanpå plattbärlaget som sedan gjuts in, detta bidrar till en god arbetsmiljö för installatörerna. Detta bidrar även till ett gott flöde på bygget eftersom de olika delarna, så som installatörer och betongarbetarna, blir inte lika beroende av varandra att de är klara utan alla kan jobba samtidigt men på olika håll (Dala Cement. 2014).
Bilaga 3 är ett urklipp ur en k-ritning ifrån ett tidigare projekt som visar hur bjälklaget byggdes.
Figur 14. Ett tvärsnitt på ett plattbärlag
15 3.3.2 Prefabricerade betongelement, DalaDekk
Bjälklaget DalaDekk kommer prefabricerat som ett betongelement från Dala Cement och ser ut som Figur 15. nedan, det läggs på plats och sedan ska alla installatörer installera sina installationer under ifrån för att sedan byggas in med reglar och gipsskivor. Arbetsmiljön för installatörerna blir i detta fallet lite mindre god då de måste jobba uppåt. Det är konstruerat enligt Figur 16. Dessa kan levereras i storlekar upp till 2,4m x 8m (Dala Cement. 2014).
Bilaga 2 är ett urklipp ur en k-ritning ifrån ett tidigare projekt som visar hur bjälklaget byggdes.
Figur 15. Ett fotografi som visar hur DalaDekk bjälklag ser ut underifrån (Dala Cement. 2014)
Figur 16. Ett tvärsnitt på ett DalaDekk bjälklag
16 3.3.3 Massiva betongelement
Detta bjälklag kommer prefabricerat med installationer ingjutna från fabrik där man bara ska jämna av golvet för att få en slät yta. Det är konstruerat enligt Figur 17. nedan (Wikells Byggberäkningar AB. 2012).
Figur 17. Ett tvärsnitt på ett massivt betongelement som var prefabricerades 3.3.4 Platsgjuten betong
Detta bjälklag är platsgjutet vilket innebär att man bygger en form på plats, armerar den och sedan gjuter man det på plats. Det är konstruerat enligt Figur 18. nedan (Wikells
Byggberäkningar AB. 2012).
Figur 18. Ett tvärsnitt på ett massivt betongelement som var platsgjutet
17 3.3.5 Håldäck
Detta bjälklag kommer prefabricerat med längsgående hål för att minska mängden betong och få ner vikten på elementet. När det ligger på plats ska det gjutas på 80mm till. Det är
konstruerat enligt Figur 20. och ser ut som Figur 19. nedan. Dessa kan levereras i måtten 1,2m x 18m som störst (Hammadi. 2013, 6). Bilaga 11 är ett urklipp ur en k-ritning ifrån ett tidigare projekt som visar hur bjälklaget byggdes.
Figur 19. En bild på hur ett håldäck kan se ut (Strängbetong)
Figur 20. Ett tvärsnitt på ett håldäck bjälklag
18 3.3.6 Träbjälklag
Detta bjälklag är platsbyggt och konstrueras och byggs enligt Figur 21. nedan med gipsskivor på vardera sida för att klara brandkraven (Wikells Byggberäkningar AB. 2012).
Figur 21. Ett tvärsnitt på hur ett platsbyggt träbjälklag kan se ut 3.3.7 KL-träbjälklag
Detta bjälklag har en KL-trästomme bärande med isolering. Den är konstruerad enligt Figur 22. nedan med gipsskiva på vardera sida om bjälklaget för att klara brandkraven. Den är delvis platsbyggd och delvis prefabricerad då Skoglunds Bygg köper in prefabricerade KL- träelement som kommer färdiga där de sedan platsbygger de kompletterande lager som krävs för att bjälklaget ska klara brand och ljudkraven. Bilaga 12 är ett urklipp ur en PDF-fil som visar hur bjälklaget kan byggas för att klara vissa brand- och ljudkrav.
Figur 22. Ett tvärsnitt på hur ett KL-träbjälklag kan se ut
19
4. Genomförande/metod
I detta kapitel kommer gjorda antaganden och arbetsgången redovisas. Även vilka hjälpmedel som använts under studiens gång.
Arbetet började med att en litteraturstudie gjordes. Litteraturstudien består av tidigare rapporter, avhandlingar, böcker och artiklar men även konstruktionsritningar från Skoglunds Bygg egna avslutade projekt.
De flesta källorna har hämtats från internet där en viss källkritik använts och de flesta källorna kommer från tidigare examensarbeten och leverantörers hemsidor. Här har sökord som:
flerbostadshus, flerbostadshus i trä, flerbostadshus i betong, flerbostadshusbyggsystem, flerbostadshusstomme, utfackningsväggar med stålpelare, prefabricerade element och platsbyggda element men även sökord om egenskaper för vissa material har använts.
Litteraturstudien hade som syfte att samla relevant fakta för den teoretiska delen av studien, men även att sätta sig in i alla olika konstruktionsdelar som ska undersökas och jämföras i denna studie, hur de är uppbyggda och hur de tillverkas. Därefter valdes vilka
konstruktionsdelar som skulle jämföras.
När detta var gjort användes ett kalkylprogram som heter BidCon för att få en bra kostnadsjämförelse mellan dessa olika konstruktionsdelar. Detta program använder sig Skoglunds Bygg av själva i sin kalkylering där de har lagt in sina materialkostnader och de olika arbetstider som krävs för varje konstruktionsdel utifrån sina tidigare erfarenheter, så BidCons egna tidslista användes ej. Omkostnaderna har i dessa jämförelser antagits med hjälp av handledaren på företaget, och detta har satts till 300kr/h. I omkostnaderna ingår alla
kostnader som berör arbetet som t.ex. maskiner, personalbodar, lyftkranar, tillfällig
elförsörjning och snöröjning. Detta tas med i kalkylen eftersom det spelar in på totalkostnaden för de olika konstruktionerna, vissa behöver fler och mer avancerade verktyg eftersom det byggs på plats medans vissa är färdiga och behöver enklare verktyg och lyftkranar istället. Det är oftast där det brukar sluta enligt tidigare erfarenheter från handledaren på företaget. När detta var gjort lades resultatet över till ett Excel dokument för att resultatet lättare ska kunna läsas av.
BidCon fungerar som så att ett projekt skapas där alla byggdelstyper som ska vara med i kalkylen läggs in. I dessa byggdelstyper kan värden justeras som tjocklekar för de olika byggdelstyperna, vad byggdelstypen innehåller, kostnaden för material, kostnad för arbetstiden och arbetstiden det krävs för att producera byggdelstypen. Detta kallas att man ändrar i ”receptet” och när man gjort detta så sparas det som en kolumn i din kalkyl där man då ser vad det kommer kosta och hur många timmar som krävs för att just denna byggdelstyp ska bli färdig. När man sedan lagt in allt som ska vara med i kalkylen kan du skriva ut den till ett Excell ark där total kostnaden redovisas. Kalkylen kan se ut som Figur 23 när man är inne och jobbar med den i BidCon.
20
Figur 23. En översiktsbild på kalkylbladet i BidCon (Nanopdf. 2018).
Slutligen analyserades och jämfördes resultaten som redovisas i denna studie och där en
”Skoglunds modell” tas fram på slutet utifrån det som resultatet visar här nedan under rubriken, resultat. Det som gör skillnaden i denna studie jämfört med en vanlig BidCon jämförelse är att Skoglunds Bygg har lagt in sina egna materialkostnader och vilken tidsåtgång de olika byggnadsdelarna kräver för Skoglunds Bygg att bygga dessa.
21
5. Resultat
I detta kapitel kommer det huvudsakliga resultatet redovisas i tabellform. Inga större analyser kommer göras i detta kapitel men vissa förklaringar kommer göras för att resultatet ska kunna läsas av korrekt.
Resultatet av jämförelsen av ytterväggarna, innerväggarna och bjälklagen redovisas i tre olika tabeller. Tabellerna är uppbyggda på liknande sätt, längst till vänster står det vilken
konstruktionsdel som redovisas och även vad som är medräknat i konstruktionsdelen. Följer man sedan tabellen ut till höger så redovisas vilken mängd det handlar om, vilken enhet som används, materialkostnaden, en avrundad materialkostnad, hur många timmar
konstruktionsdelen behöver för att färdigställas, underentreprenadkostnader, nettopris och till sist nettopris för totala kostnaden för hela konstruktionen.
Tabell 1. jämför olika konstruktioner av ytterväggar med hänsyn till arbetstid och kostnad.
Tabell 1. visar på att träregelstomme med en fasad av trä är den billigaste konstruktionen medans det snabbaste alternativet är utfackningsväggar i trä i just denna studie.
Träregelstomme med en luftad putsad fasad med StoVentec systemet är det dyraste alternativet där även samma träregelstomme är den som tar längst tid att producera.
Tabell 2. jämför olika konstruktioner av innerväggar med hänsyn till arbetstid och kostnad.
Tabell 2. visar på att skalväggen är det billigaste och snabbaste alternativet i just denna studie, medans KL-trästommen är den dyraste konstruktionen men där träregelväggen är det
långsammaste byggsystemet.
Tabell 3. jämför olika konstruktioner av bjälklag med hänsyn till arbetstid och kostnad. Tabell 3. visar på att DalaDekk bjälklaget i betong är det billigaste alternativet medans håldäcket är den konstruktion som är snabbast att producera. KL-träbjälklaget är den dyraste och
långsammaste konstruktionen att producera.
Eftersom dessa uppgifter är lite känsliga för Skoglunds Bygg att ge ut i rena siffror så har ett värde antagits som en typkostnad, sedan har kalkylvärdena för varje konstruktion dividerats med typkostanden för att sedan multipliceras med 100 för att få ut ett värde i procent som sedan förts in i tabellerna nedan. Detta för att dölja Skoglunds Bygg interna siffror på vissa produktionssätt.
22
Tabell 1. Resultatet från ytterväggarna som jämförts
Ytterväggar: BenämningMängdEnhetMaterial (kr/enh)Material (k-tot)Tid (tim/enh)Tid (tim-tot)UE (kr/enh)UE (kr-tot)Nettopris (kr/enh)Nettopris (kr-tot) Putsad fasad: Sandwichelement betong (BRF Daljerk 2017) Yttervägg prefab sandwichelement1m2000387%387%387%387% Omkostnader = Med räknat i UE kostnaden0000 Total387% Träregelstomme med putsad fasad (BRF Liljan 2016) Yttervägg trästomme s450 - utvändig puts1m2154%154%313%313%00287%287% Omkostnader100%00100%0 Total313%387% Utfackningsväggar trä (Enålund Rättvik) Yttervägg trästomme s450 - utvändig puts1m2131%131%275%275%00247%247% Stålpelare i utfackningsväggarna1m2011%11%11%11% Omkostnader88%0088%0 Total275%346% Fasad av trä: Träregelstomme med fasad av trä (Elevbostäder Folkhögskola) Yttervägg trästomme s600 - utvändig panel1m287%87%200%200%00169%169% Omkostnader64%0064%0 Total200%233% Utfackningsväggar trä (Istappen Sälen) UE utfackningsväggar monterat. Stående panel, 28x70 Spikläkt, 9mm Vindskyddsgips, 45x220 Regelstomme, 220mm Isolering, 0.20mm Plastfolie, 45x70 Installationsregel1m20162%162%162%162% Krankostnad0,1tim0267%27%267%27% Stålpelare i utfackningsväggarna1m2011%11%11%11% Komplettering insida yttervägg1m220%20%50%50%0039%39% Omkostnader80%0080%0 Total50%319% KL-trä (Inget tidigare projekt) Yttervägg av KL-trä, 5 skikt, t=1201m2102%102%13%13%00105%105% Ytterväggselement av trä, kranmontering0,2st0013%13%0029%6% Tg ytterväggselement av trä per m2 (kranmontering)1m20013%13%003%3% Krankostnad0,1tim0267%27%267%27% Komplettering Yttervägg1m260%60%175%175%27%27%162%162% Omkostnader68%0068%0 Total213%370%
23
Tabell 2. Resultatet från innerväggarna som jämförts
Lägenhetsavskiljande väggar: BenämningMängdEnhetMaterial (kr/enh)Material (k-tot)Tid (tim/enh)Tid (tim-tot)UE (kr/enh)UE (kr-tot)Nettopris (kr/enh)Nettopris (kr-tot) Prefabricerad betong (BRF Daljerk 2017) Väggelement av betong innervägg tj=200 (UE)1m2000194%194%194%194% Krankostnad0,1tim0267%27%267%27% Omkostnader = 0.8h32%0032%0 Total252% Platsgjuten betong (BRF Biografen) Betongvägg våning 31m2125%125%163%163%00190%190% Betongpump0,2m353%11%053%11% Omkostnader52%0052%0 Total163%253% Skalväggar betong (inget tidigare projekt) Prefab skalvägg tj=50+100+501m2174%174%50%50%00192%192% Betongpump0,1m353%5%053%5% Omkostnader16%0016%0 Total50%213% Träregelvägg (BRF Liljan 2016) Bärande lägenhetsskiljande innervägg träregel H=2,71m285%85%200%200%00167%167% Omkostnader64%0064%0 Total200%230% KL-trä (Inget tidigare projekt) Innervägg av KL-trä, 5 skikt, t=1451m2111%111%13%13%00115%115% Innerväggselement av trä, kranmontering.0,4st0013%13%0017%7% Tg innerväggselement av trä per m2 (kranmontering)2m20013%13%003%6% Krankostnad0,1tim0267%27%267%27% Komplettering av KL-trä innervägg1m232%32%100%100%0076%76% Omkostnader44%0044%0 Total138%273%
