illustrasjon: Snøhetta
Powerhouse – Innebygget energi og
klimagassregnskap for bæresystemene
Masteroppgave vår 2012
Margrethe Ollendorff
1
Agenda
Innebygget energi – Hva er det?
Miljø som dimensjoneringskriterium
− Utgangspunkter for Powerhouse One
Valg av bæresystem
– Påvirker betongvolum
Materialvalg
– Lavkarbonbetong
Konsekvenser
Oppsummering
2
Innebygget energi: Hva er det?
All energibruk tilknyttet et produkt, forenklet:
Råvareuttak
Bearbeidelse/ prosessering
Produksjon / montasje
Transport
Slutthåndtering
3
Hva ligger til grunn for dimensjonering?
Sikkerhet 
Funksjon ✓
Tilpasningsdyktighet
Kostnad 
Miljø
?
4

Hvorfor miljødimensjonering?
Intet krav per dags dato, men:
Fremtidige myndighetskrav?
Moralsk ansvar?
Økonomisk gunstig, på sikt?
Markedsføring?
Økt politisk velvilje?
5
Powerhouse One
illustrasjon: Snøhetta
6
Lavkarbonbetong – er det nok?
Og hvem har ansvaret?
7
Masteroppgave Margrethe Ollendorff:
Modellanalyse av tre aktuelle konstruksjonskonsept:
BubbleDeck
Hulldekker
Plass-støpt flatdekke
Med og uten lavkarbonbetong, optimalisert med
hensyn på miljøpåvirkning ved å studere materialvalg,
spennvidde og betongens bruks – og
produksjonsegenskaper
Materialbruk:
Ulike byggematerialers bidrag
Kriterier: Spennvidde ≤ 10 m, ikke lyd og brannkriterier.
8
Konstruksjonsløsning viktigere enn
materialvalg
Bæresystem angir materialvolum:
Valg av konstruksjonsløsning: Energireduksjon 10 – 70%
Betongvolum like viktig som betongtype
Optimalisere betongtype: Energireduksjon 15 %
Vertikalt bæresystem: søyler utgjør 5 – 10%
Store spenn lagrer mye energi
9
Bæresystem:
BubbleDeck:
+ Bi-aksialt bæresystem, symmetrisk utforming
+ Lange spenn
- Betong i bunnplate
- Armeringsmengde
Hulldekker:
+ Lavt betongvolum
+ Lange spenn
- Spennarmering og bjelker
- Produksjonsprosess og betongtype
Plasstøpt flatdekke:
+ Bi-aksialt bæresystem, symmetrisk utforming
+ Lyd, brann og termisk masse
- Betongvolum
- Spennvidder
10
BubbleDeck
Konsept: prefabrikkert bunnplate
med plastkuler og armering
Spenn ≤ 16 m for største element
Betydelige armeringsmengder
Betongvolum:
bunnplate (SKB): 25 %
plass-støpt (eks B30): 75 %
11
Energifordeling BubbleDeck
12
Bæresystem:
BubbleDeck:
+ Bi-aksialt bæresystem, symmetrisk utforming
+ Lange spenn
- Betong i bunnplate
- Armeringsmengde
Hulldekker:
+ Lavt betongvolum
+ Lange spenn
- Spennarmering og bjelker
- Produksjonsprosess og betongtype
Plasstøpt flatdekke:
+ Bi-aksialt bæresystem, symmetrisk utforming
+ Lyd, brann og termisk masse
- Betongvolum
- Spennvidder
13
Hulldekker
Lavt betongvolum….
MEN
energiintensiv produksjon
foto: Spenncon
lite energigunstig betong
spennstål med høy andel bundet energi
Bjelker: stålbjelker utgjør over halvparten av total
innebygget energi for bæresystemet
Rasjonell bruk av byggesystemet: korte bjelkespenn
HD 500 – bra for lange spenn, ikke for miljøet
14
Energifordeling hulldekke med stålbjelke
15
Bæresystem:
BubbleDeck:
+ Bi-aksialt bæresystem, symmetrisk utforming
+ Lange spenn
- Betong i bunnplate
- Armeringsmengde
Hulldekker:
+ Lavt betongvolum
+ Lange spenn
- Spennarmering og bjelker
- Produksjonsprosess og betongtype
Plasstøpt flatdekke:
+ Bi-aksialt bæresystem, symmetrisk utforming
+ Lyd, brann og termisk masse
- Betongvolum
- Spennvidder
16
Plass-støpt Flatdekke
Energivinneren for korte spenn
Årsak:
Ikke predefinert tykkelse
Få energiposter; betong og armering
Størst frihet i optimalisering av betong
foto: Veidekke
Størst betongvolum- optimalisering av spenn,
dekketykkelser og betongresept har stor betydning
Lyd og brann, fordel
17
Energifordeling flatdekke
18
Bæresystem:
BubbleDeck:
+ Bi-aksialt bæresystem, symmetrisk utforming
+ Lange spenn
- Betong i bunnplate
- Armeringsmengde
Hulldekker:
+ Lavt betongvolum
+ Lange spenn
- Spennarmering og bjelker
- Produksjonsprosess og betongtype
Plasstøpt flatdekke:
+ Bi-aksialt bæresystem, symmetrisk utforming
+ Lyd, brann og termisk masse
- Betongvolum
- Spennvidder
19
Stål
Fremstilling av stål er en energiintensiv prosess
Armering (2,7 MJ/kg):
Norge: råmateriale stålskrap
10 – 20 % av totalt energibidrag i plass-støpt dekke
og BubbleDeck, neglisjerbart for hulldekker
Spennstål (11,5 MJ/kg):
Produseres ikke i Norge.
Ikke resirkulert
8 - 16 % av totalt energibidrag for hulldekker
Konstruksjonsstål (11 – 56 MJ/kg):
Varmvalsing, sveis og overflatebehandling øker bundet energi i stålet
Åpne profil er verre enn lukkede
Kan doble bæresystemets innebygde energi
20
Betong
Skreddersydd til bæresystemet
Optimaliseringsmuligheter
for ulike konstruksjonsløsninger
foto: Veidekke
Må ta hensyn til
Herdetid
Flytegenskaper
Fasthet
21
Hovedtrekk fra regnskapene
Energi- og klimaregnskap, hva betyr det?
FD
HD
BD
Vinnere:
310 MJ/m2
401 MJ/m2
469 MJ/m2
Tapere:
482 MJ/m2
1769 MJ/m2
516 MJ/m2
I tillegg kommer kjeller, avstivingssystem osv….
22
Hva er konsekvensene?
Potensiell konflikt mellom
energieffektivitet og tilpasningsdyktighet
Faktisk bærekraft
Byggetid og produksjonstid
Faktisk gjennomførbarhet
Kostnad
Prosjektering og løsninger
23
Oppsummering
Energi- og karbonregnskap er nye
dimensjoneringskriterier for prosjekt med miljøfokus
Balanse mellom konstruksjon – og
materialoptimalisering
Konstruksjonsløsning like viktig som materialvalg
Vekte energiregnskapet mot ulempene
24
Oppsummering
Energi- og karbonregnskap er nye
dimensjoneringskriterier for prosjekt med miljøfokus
Balanse mellom konstruksjon – og
materialoptimalisering
Konstruksjonsløsning like viktig som materialvalg
Vekte energiregnskapet mot ulempene
25
Oppsummering
Energi- og karbonregnskap er nye
dimensjoneringskriterier for prosjekt med miljøfokus
Balanse mellom konstruksjon – og
materialoptimalisering
Konstruksjonsløsning like viktig som materialvalg
Vekte energiregnskapet mot ulempene
26
Takk for meg!
27