sou · GOB344 · 2001-01-01 00:00:00 — Skälen bakom valet av denna teknikutveckling är: 1Öka användningen av trä i byggandet. Det är ett för landet naturligt byggmaterial att återgå till att använda och utveckla och det ingår i vårt kulturarv. Det skapar arbetstillfällen särskilt i skogslän och glesbygd och kan öka exportinkomsterna. 2Minska byggandets negativa inverkan på miljön. Trä är en förnyelsebar och återvinningsbar råvara, som det finns gott om i . Tillverkningen av trä är energisnål jämfört med betong och stål. 3Dagens regler och dimensioneringspraxis gör att trämaterialets goda värme- och fuktmagasinerande egenskaper inte tas tillvara för begränsning av energianvändning och effektuttag vid uppvärmning av byggnader. Flera studier indikerar förvånansvärt hög potential för minskat energi- och effektbehov i byggnader där den termiska trögheten utnyttjas på ett systematiskt sätt. Fördjupade kunskaper inom detta område bör därför leda till ökad konkurrenskraft för trä som byggnadsmaterial. Tunga byggsystem verkar gå mot en renässans. Därför behövs träalternativ till andra tunga stommar av betong, tegel, Leca eller lättbetong. 4 Åstadkomma en förbättrad boendemiljö. Det massiva träets fuktmagasinering och den industriella produktionen kan medverka till ett torrt byggande, vilket minskar hälsoriskerna och ger ett bättre inomhusklimat. Goda ljudkvaliteter är möjliga. Sammantaget blir boendemiljön attraktiv både för konsumenter och fastighetsägare. 5Den utveckling av trästommar som pågått i har gällt lätta stommar. De har visat sig vara billiga att producera och bygga med. En satsning på tunga trästommar kan även bidra till att sänka byggkostnaderna om tillverkningen inriktas på industriell produktion. Byggsektorn kan kompletteras med leverantörer som industriellt tillverkar element för bjälklag, väggar, tak och fasader. Sektorn kan också kompletteras med tillverkare av volymelement som även kan åta sig att montera elementen. Dessa leverantörer kan med fördel specialisera sig på valda byggdelar och genom samverkan i nätverk konkurrera över hela landet med andra byggsystem, eftersom de separata byggdelarna från början är utformade så att de går att montera ihop tillsammans. Industriellt byggande - exportmöjligheter Förädling av träråvaror från sågverk sker som prefabricerade standardi- serade massiva byggdelar som bjälklag, innerväggar och fasadelement med eller utan isolering. Produktionen av de standardiserade massiva byggdelarna sker på orter där trä finns, dvs nära sågverken och före- trädesvis i norra och . lönsamhet ökar då normal försäljning av bulkråvara av sågat virke säljs - /m3 men efter förädling beräknas uppgå till 1 700 - /m3. Byggdelarna kan sedan levereras till byggplatsen för direkt montage om fasaderna är isolerade och med fasadbeklädnad. Om leveransen gäller fasadelement utan isolering och fasadbeklädnad sker fortsatt elementbeklädnad på fältfabriker i anslutning till byggplatsen. Byggdelarna kan även förtillverkas ytterligare ett steg på fabriker nära sågverken eller i fältfabriker nära byggplatsen till volymelement. Dessa volymelement kan därefter inredas innan de monteras. Det är även möjligt att endast leverera vissa byggdelar till entreprenader som i övrigt har ett annat byggsystem. I båda fallen – dvs vare sig plana element eller volymelement monteras blir husen därmed även nedmonteringsbara och lätt flyttbara. Det är även möjligt att exportera de massiva råelementen, dvs bjälklag, innerväggar och trästommen till fasadelementen. I samband med detta kan hela systemet flyttas ut, dvs know-how kring nödvändig fasadisolering och fasadbeklädnad, uppbyggnad av fältfabriker och kunskap om montagemetoder exporteras med grundprodukten. Systemet kan också följa med entreprenadföretag som arbetar utomlands. Tunga trästommar ingår i kretsloppet. Trä är inte en ändlig resurs som exempelvis metall och grus, utan är en förnyelsebar råvara som i princip aldrig kan ta slut. En tung trästomme bidrar även till ett resurshushållande byggande, då stommen lagrar energi och därmed medverkar till lägre driftskostnader för uppvärmning under förvalt- ningen. Enligt sektorsmål för byggsektorn är resurs- hushållning särskilt effektivt om det inriktas på produkters – i detta fall byggnaders – användning. En tung stomme är i linje med förslag att byggsektorns bidrag till ett resurshushållande samhälle bäst genomförs om sektorn prioriterar att minska resursåtgången under byggnaders förvaltningsfas. Vetenskapsstadens projekt ska i sin nästa fas kompletteras med en livscykelekonomiberäkning (LCE). I denna ska ingå investerings- kostnad, kostnader för drift, underhåll och reparation, samt om möjligt även kostnader för rivning och deponi. En bedömning av beständighet och livslängd ingår även. Livscykelanalys (LCA) av byggnaden med hänsyn till inverkan på den yttre miljön ska även göras. En LCA-studie baseras på energikonsumtion vid råvaruutvinning, produkttillverkning, transporter och konsekvenserna i form av utsläpp till mark, luft och vatten. I båda fallen ska en jämförelse göras med en byggnad uppförd med traditionell, lätt träbyggnadseknik. Man bör notera att LCE (ekonomiberäkningen) och LCA (miljöpåverkan) har många beröringspunkter. Energianvändningen uttrycks i LCE i kronor och i LCA i mängden utsläpp av koldioxid, kvävedioxid och svaveldioxid. Minskat behov av underhåll ger utslag i LCE som minskade kostnader och i LCA som minskade utsläpp p.g.a. färre transporter både av material och yrkesarbetare och p.g.a. mindre behov av tillverkning av ersättningsmaterial. Eftersom frågorna hänger så intimt samman görs därför följdriktigt LCE- och LCA-studierna av en och samma doktorand vid KTH. Kvalitetsbestämning, kvalitetskontroll, kontroll av kostnader Kvalitetsbestämning har skett i form av mätningar och provningar av prestanda av olika lösningar. Lösningarna har utarbetats av hela projektgruppen och tester har utförts av för Byggnader och Installationer () i deras laboratorium. De kvalitetsbestämningar som gjorts avser: -värmelagrande förmåga i stommen -bärförmåga i bjälklag Utifrån dessa har bästa lösning för fortsatt utveckling valts. Övriga kvalitetsbestämningar i form av kostnader rör livscykelekonomi och kopplat till detta är livscykelanalyser av miljöpåverkan. Projektet hade svårigheter att få finansiering. Nya nätverk av leverantörer för delar av systemet kan bildas. Dessa kan komma att leverera hela hus och bli en stark konkurrent på byggmarknaden, dels p.g.a. systemets flexibilitet att bygga mer än en typ av byggnad, dels p.g.a. att leverantörerna finns i skogslänen där kostnaderna inte så lätt drivs upp, dels p.g.a. den kvalitetsbestämning som ingår och som lättare kan garanteras tack vare den standard och den industriella produktion under kontrollerade former som tillverkningen bygger på. För byggherren som köpare ger leverantörernas kvalitetsbestämning av teknik och ekonomi en större säkerhet inför beslut om byggande. Särskilt nytänkande är leverantörernas bestämningar av prestanda för livscykelekonomi och miljöpåverkan i form av . Möjligheterna kan realiseras om projektgruppen behålls, får en tydligare beständig form och ges ytterligare finansiering för kompletterande forskning. Detta gäller särskilt forskning kring termisk tröghet i tunga stommar, då fördjupade kunskaper inom detta område bör leda till ökad konkurrenskraft tunga stommar. Denna forskning kan även leda till nya beräkningsmodeller kring energiåtgång och energisparande. Det krävs också att nätverket av leverantörer av byggdelar byggs upp och att de utbildas i de produktionsvillkor som systemet innebär. Slutligen behövs en grupp köpare beredda att gå in med pengar till utveckling, med kompetens att delta i projektutvecklingen för bästa bostads- och förvaltningslösning och med beställningar av byggnader. 6.5.2JM/HJS m.fl., Kv Johanneslust, Malmö109 Motto :Trägen vinner ·Flexibilitet i installationer med bibehållen standard i bostaden. ·Bärande väggar i lättklinkerbetong med stålförstärkning (inga rumsskiljande väggar blir bärande). Bjälklag i betong. ·Anordning för åtkomlighet och inspektion av installations-utrymmen. (inspektion möjligt, men demontage och återmontage krävs då inklädnaderna ej är utformade för annan tillgänglighet) ·Snabbare montage av prefabricerade element. (ej utvärderingsbart) ·Golvbrunn i yttervägg (ej installerat) ·Fungerande fläktsystem anpassat till kretsloppsbalkonger med levande filter, dvs med växter - där luften strömmar genom växterna och syresättes. ska återvinning av luft och värme kunna uppnås. (utvärdering ska göras av LTH) ·Fungerande luftvärmesystem med back-up system uppvärmningen. Byggherre: , / Entreprenör: , i samverkan med HJS arkitekter (konsortiet Trägen Vinner), / Byggort: kommun ( kv. Johanneslust ) Antal våningar: 4 Antal lägenheter: 44 i två etapper (bostadsrätt), varav 3 har nytt venti- lations- och uppvärmningssystem genom kretsloppsbalkongerna. Lägenhetsfördelning: Flexibel - ungefär 86 kvm BOA/ lägenhet Hyra: /kvm BOA. Insats i genomsnitt /kvm BOA Byggstart grund , inflyttning feb-2000- . Byggherre och entreprenör är JM. Bostäderna är bostadsrätter. JM övertog konceptet och deltog inte i den initiala utvecklingen. Däremot hade man vissa synpunkter på produktionsanpassningen. Teknik och produktutveckling knyts samman med utveckling av företag och företagsformer 109 Byggteknisk utvärdering, , Grenner /SCC. Industriellt byggande - exportmöjligheter Stomsystemet i lättklinker är väl miljöanpassat och återvinningsbart. Förslagsställarnas angivna minskade energibehov genom återvinning av renad inneluft via växtfilter ska utvärderas av LTH vid , avd (publiceras på () som bedriver samarbete med . Mellanväggssystemet med blockväggar ger på ett bra sätt stora möjligheter till anpassning av bostaden efter förändrade boendekrav utan stora - och installationstekniska åtgärder och kostnader. Systemet är ännu ganska oprövat inom bostadsbyggandet men medger stora möjligheter till utveckling och förbättringar, inte minst hanteringsmässigt för de boende. KTHs teknikvärdering av handlingar och beräkningar110 Vid teknikvärderingarna enligt BKD:s uppdrag till avdelningen för byggnadsteknik vid KTH, har genomförts noggranna granskningar av projektens tekniska underlag, varefter följt tekniska genomgångar tillsammans med konstruktörerna och övriga representanter för byggföretagen. Därvid har diskuterats olika tekniska lösningar och detaljutföranden med avseende på t ex beständighet, värmeisolering, fuktsäkerhet, lufttäthet, inomhusklimat och installationers funktion. På så vis har erhållits helhetsbilder av byggnaderna som tekniska system. För projektet vinner har detta inte varit möjligt trots ett stort antal möten och diskussioner med företrädare för projektet. Det har i första hand berott på att den angivna funktionen hos den föreslagna lösningen med en inneluftrenande växtlåda inte har påvisats. 110 Rapport , KTH, Byggnader och Installationer. 6.5.3Arcona/HSB, , Idé: Elementbyggnadsteknik i stål och betong. Byggherre: , / och förslagsställare: Arcona Byggort: kommun ( Varv ), Antal våningar: 2 Antal lägenheter: 6 i 3 huskroppar studentlägenheter ( hyresrätt ? ) Lägenhetsfördelning: 6 st 1 rok på ca 45 kvm Preliminär hyra: 870 - kvm/år Byggstart mars -97, inflyttning sept. Arcona är ett privatägt mellanstort entreprenadföretag i , med fasta leverantörer bland materialtillverkare, underentreprenörer och konsulter. prövar att utveckla lättbyggnads-system av stål och gips för prefab med avsikt att erbjuda kunder intresserade av flerbostadshus en produkt av bra kvalitet och till billig kostnad. IT- användning för styrning och samordning av process och projekt är ett starkt inslag. Byggherren är HSB vilket är en van och kompetent byggherre. Byggherren ville prova en ny entreprenör med ett nytt stomsystem för att se om detta även kunde passa andra bostadsprojekt. HSB söker aktivt nya leverantörer för att minska kostnaderna och öka sitt byggande. HSB deltog inte i utvecklingen utan övertog konceptet. Man hade i likhet med JM i Trägen vinner dock vissa synpunkter på tekniska lösningar. Arconas lean construction med fasta leverantörer var grunden. Till detta adderades att Arcona startade en egen fabrik för tillverkning av fullt färdiga bjälklags- och väggelement inklusive alla installationer. Bjälklagen var färdiga för mattläggning. Teknik och produktutveckling knyts samman med utveckling av företag och företagsformer Som ett led i sin utveckling av har Arcona utvecklat en ny teknisk lösning för montageelement och startat egen tillverkning av dessa. Förutsättningarna för utvecklingen var hög förtillverk- ningsgrad, måttnoggrannhet, monterbarhet, flexibilitet, miljövänlighet och en kundorderstyrd, flödesorienterad produktion. montageelementen var ett bjälklagselement av betong i en bärande stålram, samt ett väggelement med en bärande stålram komplett med fönster, färdiga ytskikt och alla installationer. Kvalitetsbestämning, kvalitetskontroll, kontroll av kostnader Arconas fasta leverantörer utgör en säkerhet för kvalitet och kostnader från projekt till projekt. Utöver detta har Arcona har projektrutiner som omfattar både de fasta leverantörerna och övriga alla aktörer, där kontroll av kvalitet och kostnader ingår i projektets alla skeden. Industriellt byggande - exportmöjligheter Nej, Arcona vill endast arbeta inom Stålstomsystemet av denna typ visade sig vara alltför dyrt för bostadsbyggande i en så kort serie. Två provprojekt genomfördes med elementsystemet. Kraven på funktion och precision uppfylldes väl, men ekonomiskt uppfylldes inte förväntningarna. Detta kan hänföras till höga inkörningskostnader, utökad projektering, dubbelarbete och dålig materialeffektivitet i bjälklagselementen. Vid en jämn beläggning och större serier bedöms dock dessa kostnader kunna minskas. Slutresultatet från utvärderingen av produktionen av kan sammanfattas med att måttoleranser i projektet visade sig inte vara så bra som man hoppats på. Tekniken och metoder kräver förbättringar på vissa områden. Ytterligare en punkt är att stomkonstruktionen har fordrat en mycket stor mängd stål, vilket gett en betydande materialkostnad. Prototyphuset har för övrigt stora möjligheter tack vare ett bra grundkoncept och goda kvaliteter. Projektet är ett utvecklingsprojekt där ny IT teknik paras ihop med likaledes ny byggteknik. Bloco AB:s 3D-IT byggproduktmodell i CAD integreras med Givent System AB:s nya stomteknik för väggar och bjälklag baserad på stålprofiler och högpresterande betong. Integreringen av de två systemen innebär i första hand definitioner, beräkningar och prover av Giventsystemets olika byggdelar. Projektet syftar även till att genomföra praktiska provningsarbeten avseende brand, ljud och statik av byggdelar och hela tvåvåningsprototyper. Byggbranschen har alltså mycket svårt att gå ifrån ett ritningsorienterat arbetssätt. Ritningen har under flera sekel varit den dominerande informationsbäraren. Även de CAD verktyg som utnyttjas i byggbranschen tenderar att efterlikna ett manuellt arbetssätt - de blir elektroniska ritbord. Alla dessa standarder har dock en tendens att cementera gamla arbetssätt. kan man konstatera att det finns bättre sätt att verifiera information, än att redovisa den på pappersritningar - nämligen databaser dvs produktmodeller. Genom att använda byggproduktmodellen (en databas) för att bära all information genom byggprocessen från projektering - produktion till förvaltning - från ax till limpa integreras aktörerna i byggprocessen bättre från produktdefiniering till förvaltning. Detta innebär att projektörens produktmodell förädlas av en entreprenör och övergår till att bli en produktionsmodell och slutligen överlämnas till beställaren som en förvaltningsmodell. Givents ansats är även att utveckla rationella industriella produktionsmetoder för tillverkning i fabrik, där verkstadsutrustning direkt kan styras av CNC filer ifrån produkt- modellen (CAD/). Byggherrar finns ännu inte. Då Givent systemet bygger på helt nyutvecklade byggkomponenter inom ett nytt byggsystem har förslagsställarna varit tvungna att definiera dessa komponenter i en biblioteks-databas i samarbete med Bloco. Givents senare samarbete med Industriellt Utvecklingscentrum (IUC) i 112 Givent rapport, skriven av projektgruppen. syftar till att omsätta databasen i en industriell produktions- process. Utveckling av produktionssystem pågår hos IUC i . Uppdraget omfattar produktionsstyrning och produktionsprocess samt identifikation av utrustning. Projektarbetet pågår enligt plan och beräknas vara avslutat under första hälften av . Uppförande av en provhuskropp i har påbörjats. i två plan om totalt 72 m och inkluderar normal andel fönster och dörrar. Färdigställande och empiriska fullskaleprover kommer att vara avslutade under första hälften av . Teknik och produktutveckling knyts samman med utveckling av företag och företagsformer Det behövs nya aktörer utan bindningar till gammal branschpraxis, inte minst för att maximalt kunna tillgodogöra sig den stora potential som IT- tekniken innebär. Vidare är hindren för nya byggprodukter i sig är särskilt tydliga för tunga insatsvaror som stommar, där befintliga aktörer är få och dominerar marknaden. Det var därför av intresse för Byggkostnadsdelegationen att pröva om ett samarbete med en av den normala tillverkningsindustrins utvecklingspartners kunde bidra till att utveckla nya byggsystem och därmed lägga grunden för att nya tillverkande aktörer kunde uppträda inom byggsektorn. Byggkostnadsdelegationen förmedlade därför kontakten mellan och . ansågs lämpligt, då man samarbetat med kring industriella processer och tekniker baserade på produktion efter design i 3D-CAD. Eftersom Givents byggsystem även baserades på stål eller plåt och då formning och fogning av tunnplåt, rör och profiler är IUC i Olofströms AB:s kärnverksamhet, fanns ytterligare ett konkret skäl till ett samarbete. IUC har ett industriellt laboratorium i form av en komplett utvecklingsverkstad. IUC i har dessutom fått regeringens uppdrag att, i ett nätverk verka som en drivmotor i en nationell näringslivssatsning. Målet är att med konkreta arbetsinsatser i små och medelstora företags produktutveckling, skapa ökad konkurrenskraft och högre lönsamhet för svensk industri. IUC har ingen särskild inriktning på byggsektorn. Industriellt byggande - exportmöjligheter Inriktningen är redan från början att stommen ska byggas industriellt. För att uppnå full effekt i ett industriellt byggande måste Givent hantera formstabila komponenter och logistik. IUC:s kärnverksamhet är riktad mot industrins behov både att utbilda sin personal och utveckla sina produktionsprocesser för att möta den allt hårdare konkurrens som svenska företag utsätts för i en allt öppnare världsmarknad. inriktning på produktionsprocess var av särskilt värde för detta projekt och ett naturligt sätt att låta vanlig tillverkningsindustris kunskap flöda in i byggsektorn. Intresse för byggsystemet finns utomlands. Provning görs därför även för jordbävningssäkerhet. Ej definierat som mål. Kvalitetsbestämning, kvalitetskontroll, kontroll av kostnader Kvalitetsbestämning och kvalitetskontroll har gjorts i form av statiska prover och utvärderingar kring hållfasthet och bärförmåga som har gett högt betyg. Givent Systemet har preliminärt projekterats och beräknats för upp till 18 våningar. Totalvikten minskar med för en komplett Giventstomme i 12 våningar (12 x 36 m) i jämförelse med konventionell stomme. Detta medför en förbilligad grundläggning. Genom innerväggar och bjälklag av dubbelkonstruktion uppnås goda ljudegenskaper. Målet att klara ljudklass A ska verifieras genom ljudmätningar vid fullskaleförsök. Kontroll av kostnader har gjorts beräkningsmässigt. Tekniska förändringar av detaljer har skett vilket har genererat klara förbättringar av slutprodukten och dess framtida kostnader. ·Våtrum och kök har placerats för att minimera installationskost-naderna ·En alternativ variant av pelare kommer också att provas. I denna pelare är all armering ersatt av omslutande och instickande plåt. Med denna pelare kan arbets- och montagekostnader reduceras ytterligare. Kostnadsjämförelse har skett med andra bjälklagstyper. utförd på ett bjälklag med måtten 6 x 12 m = 72 m. Beräkningarna omfattar kostnader för arbete, material och byggplatskostnader. Givents bjälklag kan därmed konkurrera som separat produkt. Projektet hade stora men tyvärr normala svårigheter att få finansiering. m.fl. myndigheter har krav på 50 procents samfinansiering med branschen som villkor för stöd och ansåg därför att Givent skulle samarbeta med befintliga stomtillverkare inom byggsektorn. Befintliga stomtillverkare sade nej. Ett annat hinder är att bryta traditionen att arbeta med normala ritningar och övergå till ett produktmodellsystem. Byggkostnadsdelegationens medverkan i projektet bidragit till att ett nytt industriellt orienterat och konkurrenskraftigt byggsystem kommit närmare sin marknadsintroduktion. Projektet har varit framgångsrikt och projektets målsättning har infriats. Databasen används i kommande projekt. 6.5.5Svenska Bostäder/Arcona, Idé: Samverkan mellan leverantörer och byggherre i byggprocess Byggort: ( ) Antal våningar: 3 Antal lägenheter: 44 i 3 huskroppar ( hyresrätt, seniorbostäder) Hyra: kvm/år BOA Byggstart våren-99, inflyttning dec -99 En bättre hantering av byggprocessen har utforskats i projektet. Områden som identifierats som möjliga att förbättra inkluderar initiering och definiering av projekt, styrning av flödeskedjan och övergången mellan byggskedet och förvaltningsskedet. Som hjälp-medel för att förbättra byggprocessen identifieras framtagande av en projektplan med en tydlig modell för processen, ett allsidigt och omfattande riskhanteringssystem, att tidigt införliva kunskap från såväl byggskedet som drift- och förvaltningsskedet, identifiering och minimering av effekterna av händelser utanför projektlagens kontroll, integrering av flödeskedjans aktiviteter, ökad kontroll av leveran-törerna, regelbundna prestationsutvärderingar och fokus på orsakerna till kvalitetsbrister. Arcona har ett Extranet för att effektivisera kommuni- kation och information mellan olika aktörer i byggprojekten. Vidareutvecklingen av Arconas Extranet, som detta delprojekt handlar om, syftar till att förbättra användargränssnittet för att uppnå förenklad publicering av handlingar samt att lättare kunna kommunicera kring en ritning genom att kommentera den direkt på skärmen. Arconas nya Extranet fungerar som ett utmärkt hjälpmedel att knyta samman och sprida projektrelaterad information i mindre eller medelstora projekt där informationsmängderna inte är alltför stora. Sedan det beslutats att Arcona LeanEment-teknik från det tidigare inte skulle komma att användas i Urmakaren, bestämdes att göra en kartläggning av marknaden av möjliga leverantörer av hela system eller delar av system för Tätt Hus (fasad, stomme, tak). Den Tätt Hus-teknik som slutligen valdes för Urmakaren är en traditionell pelarbalkstomme i stål med bjälklag av håldäcksplattor samt utfackningsväggar med trästomme. Badrumsvolymer, uppreglat golv och lägenhetsvis energimätning är andra nya tekniska lösningar som valts i projektet. I huvudsak har de valda lösningarna fungerat väl. Ett långsiktigt samarbete med såväl beställare som leverantörer är en viktig förutsättning för en kontinuerlig teknikutveckling. I projektet utarbetades en miljöplan, med ett antal miljömål. Den plan och det styrprogram som tagits fram för projektet har använts som mall i efterföljande projekt. KTH:s värdering av projektet 113 Forskningsmetoden som KTH använt för att analysera byggprocessen bygger på en detaljerad analys av bostadsprojektet. Med hjälp av ett dataprogram för funktionsmodellering skapades en för hela projektet övergripande modell för aktiviteter, aktörer och informationsflöden. Modellen, som fyller över 80 A4 sidor, består av en integrerad samling hierarkiska diagram.