betong for fremtiden

11
1 BET ONG FOR FREMTIDEN

Upload: byggutengrenser

Post on 31-Jul-2016

233 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

“Tenk deg et bestandig og miljøvennlig bygg som krever mindre vedlikehold og er prosjektert på en slik måte at det kan gjøres om til både skoler og sykehjem”

TRANSCRIPT

1

B E T O N GFOR FREMTIDEN

2 3

4 5

K h a l e d B a s t a m i

T h o r S t e f f e n G r ø n m o

K r i s t i n a H e t l e i d

C a t h r i n e R o H e u c h

P e t t e r H o l m b o e

A k s e l L y n u m

N T N U 2 0 1 6

B E T O N GFOR FREMTIDEN

“Tenk deg et bestandig og miljøvennlig bygg som krever mindre vedlikehold og er prosjektert på en slik måte at det kan gjøres om til både

skoler og sykehjem”

6 7

Innholdet i brosjyren er et resultat av arbeid i kurset Eksperter i team ved NTNU, Institutt for konstruksjonsteknikk, betonggruppa. I samarbeid med Bygg Uten Grenser ved Jan Eldegard.

I Norge eksisterer det etterslep i vedlikeholdsarbeidet av kommunal bygningsmasse. Det er stadig behov for oppgradering og vedlikehold, og dette er både kostbart og miljøbelastende. I 2014 var vedlikeholdsutgiftene til norske kommuner 2,1 milliarder kroner. Vedlikeholdskostnadene vil øke til minst 3 milliarder kroner dersom vi tar i betraktning etterslepet i vedlikeholdsarbeidet, og kan øke til over 5 milliarder kroner dersom vedlikeholdsaktiviteten skal reparere årlig forfall fra og med år 2013.

Ett av FNs bærekraftsmål omhandler bærekraftige byer og samfunn, der målet er “å gjøre byer og samfunn inkluderende, trygge, robuste og bærekraftige”.

Med denne brosjyren ønsker vi å øke bevisstheten rundt hvordan betong kan bidra til en bærekraftig fremtid. Vi skal rette fokus mot de økonomiske, samfunnsmessige og miljømessige konsekvensene som kommer av vedlikeholdsetterslepet i kommunal sektor. Tenk deg et bestandig og miljøvennlig bygg som krever mindre vedlikehold og er prosjektert på en slik måte at det kan gjøres om til både skoler og sykehjem. Dette kan hindre riving av bygninger som egentlig er i brukbar stand og dermed spare miljøet. Dette krever en større innsats i planleggingsfasen og kommunene må være villig til å gjøre en høyere investering for å oppnå lavere driftskostnader. Et mål bør være en forventet levetid på 100 år, som overstiger dagens praksis med prosjektert levetid på 50 år.

8 9

Begrepet bærekraftig kan være vanskelig å defi nere da det brukes i mange ulike sammenhenger. Bærekraft omhandler ikke bare fokus på miljø i form av reduksjon av miljøutslipp og lavt energiforbruk, men også fokus på bruk av ressurser som gagner økonomi og samfunnet. For å oppnå et bærekraftig produkt må det være balanse mellom miljø, økonomi og sosiale forhold. Et produkt som ikke oppfyller alle de tre kravene samtidig er ikke å regne som bærekraftig.

Hvorfor bygge bærekraftig

Det har vært et økende fokus på bærekraft de siste årene, noe som har påvirket utviklingen av byggnæringen. En bærekraftig utvikling må starte med å forankre kjerneverdiene for bærekraft allerede under planleggingsfasen. Dette vil si at løsningene som velges ikke bare må være gunstige i dag, men også i fremtiden. Ved å ta hensyn til at bygget vil stå i 100 år kan det planlegges for hvilke behov som må dekkes i byggets levetid. Dårlig bestandighet vil kunne føre til store vedlikeholdskostnader, noe som vil gå utover både økonomi, miljø og sosiale forhold. Raske løsninger som ikke tar

MILJØ

ØKØKONOMISOSIALEFORHOLDFORHOLD

BÆRE-KRAFT

8

«Sustainable development is development that meets the needs of the present without

compromising the ability of future generations to meet their own needs.»

- World Commission on Environment and Development, 1987

hensyn til levetiden, fremfor en planlagt strategi, vil resultere i bygninger som ikke oppfyller de langsiktige målene.

I 2008 la PwC og Multiconsult frem en rapport om vedlikeholdsbehovet og etterslepet hos norske kommuner, og dette er fremdeles et økende problem. Vedlikeholdet blir ofte utsatt på grunn av nye bruksbehov og en stadig utvikling innen teknologi. Det oppstår et spørsmål om riving av eksisterende bygg er mer hensiktsmessig enn å foreta vedlikehold eller renovering. Dette vil ikke være bærekraftig på lengre sikt.

Liten kapasitet i planleggingsfasen og dårlig kommunikasjonsfl yt er et problem hos kommunene. Politisk ledelse som velges for fi re år av gangen er også en av årsakene til etterslepet fordi mange politikere ikke prioriterer vedlikehold av eksisterende bygningsmasser. I 2003 ble det estimert at oppgraderingsbehovet er på 130 milliarder kroner. For å sikre en bærekraftig utvikling er det viktig at den kommunale sektoren investerer i bygninger som trenger mindre vedlikehold og som har en fl eksibel utforming.

Et av problemene som oppstår ved aldrende bygg er redusert kvalitet på inneklima. Dårlig inneklima påvirker helse og kan øke sykefravær. På lang sikt vil arbeidsgivere tjene på å ha motiverte og friske ansatte. Et godt inneklima vil avhenge av blant annet temperatur, luftfuktighet, trekk, gasser, partikler, levende organismer, belysning, støy og innredning. Det er ofte behovet for å oppgradere en eller fl ere av disse faktorene som er grunnen til vedlikehold.

9

10 11Shawn Palmquist, 2009

Hvorfor betong?Betong er et utbredt materiale, både i bæresystem, fundamentering og fasade. Det er i praksis brukt i samtlige norske bygg i større eller mindre grad. Bestandige konstruksjoner vil være en bærekraftig løsning for å minke vedlikeholdet. For å oppnå et bærekraftig bygg må man blant annet inkludere energibruk, CO2-belastning, avfallshåndtering, materialvalg og riving. Denne brosjyren gir deg et lite innblikk i viktige faktorer som er med på å danne en lysere fremtid.

Betong er et meget fleksibelt i bruk og man kan oppnå et bredt spekter av egenskaper, samt bæreevne og ulike estetiske kombinasjoner. Man kan for eksempel blande inn resirkulert glass i tilslaget, samt fargestoffer, noe som gir en pen overflate og kan brukes som gulv med enkel overfatebehandling. Trevirke blir i praksis ikke gjenvunnet som del av bærende konstruksjon, og stål må gjennom prosesser for å fjerne rust og ny overflatebehandling før det kan brukes på nytt. Betong kan med rett overflatebehandling være meget bestandig under selv de mest krevende forhold. I kystnære områder der klorider gjør seg gjellende kan man fortsatt oppnå god bestandighet med valg av rett type sement, tilslag og overflatebehandling.

12 13

Bestandig betongMed bestandighet mener vi betongkonstrusjoner som overlever prosjektert levetid, selv i et aggressivt miljø. Bestandig betong beholder både utseende og styrke uten for store vedlikeholdskostnader. For å oppnå dette er det nødvendig med god materialkunnskap og innsikt i alle produksjonsleddene som betongen gjennomgår. Langsiktig prosjektering er nødvendig for å skape bestandige og bærekraftige konstruksjoner.

Følgende punkter er viktige å ta høyde for ved prosjektering av et bestandig bygg:

Vedlikehold - Legge til rette for enkelt og rimelig vedlikehold

Fleksible bygg - Dimensjonere for fleksibel bruk

Klima - Unngå fukt over tid og sørge for god avrenning/drenering

Utforming - Unngå unødvendig materialbruk

Design - Dimensjonere etter konstruksjonens totale kritiske belastning

Vedlikeholdets betydning75-90 prosent av kostnadene i løpet av levetiden kan tilskrives drift og vedlikehold, derfor vil disse kostnadene være betydningsfulle. Betong vil være spesielt gunstig med tanke på vedlikeholdskostnader. Ser man på et industribygg med stål- eller trefasade, er det rimelig å anta liten markedsverdi etter 20-25 år. Et betongbygg med betongelementer vil derimot ha full markedsverdi etter 30-40 år. Dette er særlig på grunn av betongens evne til å motstå mekaniske påkjenninger. En fasade av betong ellerlignende materialer trenger mindre vedlikehold enn stålfasader

Ved valg av rett materiale og rett dimensjonering kan bygningen oppnå et vedlikeholdsintervall på 60-80 år på utvendig bekledning av både tak og yttervegger. For å oppnå så lange intervall må det være gode forhold, men dette gjenspeiler betongens gode bestandighet og allsidighet.

NedbrytningsmekanismerArmeringskorrosjon og frostskader er de to største årsakene til skader på betong. Frostskader blir et problem når vann trenger inn i betong og fryser. Dette medfører sprekker i konstruksjonen og er et velkjent problem. Armeringskorrosjon som følge av klorider eller karbonatisering er den vanligste årsaken til større skader på betongkonstruksjon. Dette kan bli svært kostbart og miljøbelastende å reparere. Det er derfor viktig med regelmessig inspeksjon for å forhindre skader. Korrosjonen oppstår når karbondioksid i luften eller klorider fra nærliggende miljø trenger inn i betongen. Disse reagerer med stoffer i sementen og gjør at betongen “surner”. Dette øker faren for armeringskorrosjon. Når armering ruster, øker også volumet og dette kan fører til sprekker, missfarging og avskalling av overflateDette kan svekke konstruksjonen betraktelig. Ved bruk av korrosjonshindrende stoffer vil man minske sannsynligheten for armeringskorrosjon.

14 15

Fleksible byggFor å oppnå en allsidig konstruksjon som lett kan endres etter behov vil det være gunstig å ha færrest mulig bærende søyler og store spenn mellom dem. På denne måten kan lette skillevegger settes opp for å oppnå ønsket planløsning, og det vil være enkelt å bygge om senere. Store søylefrie områder i bygg vil være utfordrende både teknisk med tanke på bæresystemet og også økonomisk da store spenn vil koste mer. Likevel vil denne typen fleksible bygg være svært gunstig med tanke på å tilpasse bygget til ulike behov over tid.

Det kan også være hensiktsmessig å bygge med prefabrikkerte betongelementer eller etterpent plaststøp betong, da det er mulig å oppnå større spenn, og man kan bygge konstruksjonen på kortere tid. Dette åpner for mange muligheter når det gjelder planløsning i nybygg og bruksendringer, da man vil kunne oppnå store søylefrie arealer til en lavere pris enn for plass-støpt betong. Det vil øke byggets bruksverdi, samt omsetningsverdi ved eventuelt videre salg.

Aktuelle bruksområder for betongbygg er skoler, boliger, sykehjem, butikker og kontorlokaler. Hvis man bestemmer seg for hvilke bruksområder bygningen skal kunne betjene gjennom levetiden, blir utgangspunktet for prosjekteringen de strengeste kravene innenfor de enkelte bygningstypene. Dette kan for eksempel være krav til evakuering eller kvadratmeterplass per person.

For et allsidig bygg er det hensiktsmessig å ha store spenn mellom betongsøyler.

KlimaVed planlegging av drenering og fuktbestandighet bør det ikke bare tas hensyn til dagens situasjon, men også et fremtidig mer utfordrende klima. Et hardere klima vil gi større belastninger på bygget og må tas hensyn til. Dette kan gjøre konstruksjonen dyrere, men vil gi et lavere behov for senere vedlikehold og eventuelle reparasjoner.

UtformingUtformingen av tverrsnittet til de ulike konstruksjonsdelene vil være viktig for mengden materiale som må brukes. Det vil være mulig å oppnå god bærekraft samtidig som man reduserer materialbruk ved å undersøke ulike alternativer for utforming av tverrsnitt. Dette vil være både miljømessig og økonomisk gunstig samt vil kunne spare tid under støping.

Betongelementes tverrsnittsutforming har mye å si for total materialbruk. Tversnittet til høyre har halvparten av masse til tversnittet til venstre, men tilsvarende bæreevne.

Stort spenn

Lite spenn

16 17

Utslipp og energibrukI løpet av de siste 15 årene har norsk sementindustri halvert energirelaterte CO2-utslipp. Det arbeides kontinuerlig med å redusere utslippene ytterligere. Sement- og kalkholdige materialer absorberer gjennom levetiden deler av den frigjorte CO2--en gjennom karbonatisering. Dette bidrar til å redusere den samlede CO2--belastningen på miljøet, men kan også gi problemer med armeringskorrosjon.

Miljøvurderinger må gjøres i et livsløpsperspektiv der både bygging, drift, ombygging og eventuelt riving er med i beregningene. Det er under bruksfasen at det forbrukes mest energi i et bygg. Sett i et livsløpsperspektiv kommer betong svært godt ut. Dette er på grunn av lang brukstid og god energieffektivitet under bruksfasen.

Ved riving av betongkonstruksjoner kan det vurderes om betongavfallet kan erstatte bærelag eller fyllmasse i forbindelse med andre byggeprosjekter. Dersom betongavfallet ønskes brukt til et nytt formål må det gjennomføres en tilstrekkelig miljøkartlegging. Der må anvendt maling, murpuss og selve betongen vurderes, og i tillegg må det tas representative prøver for miljøgifter. Grenseverdier for tillatte mengder er definert i forurensningsloven og en eventuell godkjenning må bli gitt av forurensning- myndighetene.

Betongmaterialer har lang levetid, krever lite vedlikehold, er fukt- og råtebestandige, brenner ikke og har et stort potensiale for gjenbruk. Ved å utnytte betongmaterialenes termiske egenskaper gir dette en betydelig reduksjon av byggets energibehov i driftsfasen, der mur og betong gir gode forutsetninger for å oppnå bygg med passivhusegenskaper.

De termiske egenskapene til betong fungerer slik at solvarme opplagres i betongmassen og reduserer oppvarmingsbehovet om natten. Om dagen reduseres kjølebehovet da betongen bremser energioverføringen fra varmestrålingen fra solen. Dette bidrar til et stabilt termisk inneklima som bidrar til trivsel og produktivitet i hverdagen.

G. L. Kotuh, 2012

18 19

20

B E T O N GBetong er et blandingsmateriale bestående av hovedkomponentene sement, vann, grovt og fi nt tilslag. Tilslaget består av ulike størrelser sand og grus. Vann og sement utgjør resten av betongen. I tillegg til de tre hovedmaterialene tilsettes det gjerne forskjellige typer tilsetningsstoffer for å tilpasse egenskapene til betongen. Mengden vil være en svært liten prosent av totalvolumet, men vil kunne endre egenskapene til betongen betraktelig. Blandingsforhold med forskjellige kombinasjoner av ulike sementtyper, kornstørrelse på tilslag og forskjellige typer tilsetninger vil kunne gi betong et bredt spekter av ulike egenskaper. Dette gjør at betongen kan tilpasses ulike bruk og behov.

SementSement er relativt dyrt å produsere, og produksjonen fører med seg store CO2-utslipp. For å redusere bruken av ren sement, erstattes ofte noen deler med tilsetningsmaterialer slik som silikastøv, fl yveaske eller andre biprodukt fra industrielle prosesser. Dette er biprodukt fra jern- og stålindustrien eller kullkraftverk. Reduksjonen av sementbruk vil ha en positiv effekt på betongens bestandighet, og med bruken av biprodukt fra andre industrielle prosesser er det god utnyttelse av resursser.

SementpastaSement reagerer med vann og danner bindemiddel sammen med tilslaget i betongen. Egenskapene er avgjørende for utforming av betongens overfl ate og kvaliteten av produktet. Sementen blandes med vann til det som kalles “sementpasta”. Det er denne blandingen som gjør at betongen herder. Under herding må det tas hensyn til klimaforhold, tid og videre avhengighet. Betongen herdes gjennom prosessen hydratisering. Dette er en kjemisk reaksjon mellom sement og vann som vil føre til varmeutvikling og skaper betongens styrke.

TilsetningsstofferTilsetningsstoffer er fl ytende, kjemiske stoffer som inngår i små mengder i betongproduksjonen. Dette brukes for å modifi sere blandingens egenskaper eller for å oppnå en spesiell egenskap. Dette kan brukes for å oppnå en høyere bestandighet for betongkonstruksjonen.