I Bygg-och anläggningsbranschen är broar tätt följt av tunnlar de anläggningsdelar som per löpmeter står för den största delen av klimatpåverkan. För dessa konstruktioner har materialförbrukningen ökat radikalt de senaste decennierna. Fenomenet blir kostnadsdrivande för byggherrarna och skapar stora klimatutsläpp.
Sverige som land ska vara klimatneutralt 2045. Byggprocesser står årligen för ungefär lika stora klimatgasutsläpp som hela Sveriges personbilsflotta. Byggandet av infrastruktur är i sig en stor klimatpost som inte får så stor del av debatten. För exempelvis järnväg som i dess driftsfas är ett klimatsmart trafikslag kommer nästan all klimatpåverkan från byggandet av själva infrastrukturen. Som tur är finns det fortfarande väldigt mycket att göra för att minska klimatavtrycket. Till exempel se över överanvändandet av stål och betong.
Tabell 1. Exempel på materialåtgång vid bygge av järnvägsbro, på samma plats, med samma belastning av trafik, år 2020 jämfört med år 1974. Bedömd entreprenadkostnad 1974 är framtaget med 2020 års prisbild på mantimmar, maskinkostnad och material. Den bedömda entreprenadkostnaden per löpmeter har ökat med 104 % och klimatavtrycket har ökat med 94 %.
Tabell 2. Exempel på förändring i materialåtgång för kulvert byggd 2020 respektive 1960, på samma plats och med samma belastningskrav. Bedömd entreprenadkostnad 1960 är framtaget med 2020 års prisbild på mantimmar, maskinkostnad och material. Den bedömda entreprenadkostnaden per löpmeter har fördubblats och klimatavtrycket har ökat med omkring 65%.
Liknande mönster ses i hela byggbranschen där vi bland annat ser samma utveckling för kulvertar och större byggnadsverk som till exempel sjukhus. Varför har det då blivit såhär? Det är en branschsjukdom med flera vinklar och bottnar.
Tolkning av regelverket
Det som ligger till grund för dimensioneringen av broar och andra byggnadskonstruktioner är Eurocode som är det gällande regelverket utvecklat med tanke att skapa en gemensam standard inom EU. Eurocode i sig är konservativt och utgår från principen att man med hjälp av säkerhetsfaktorer överskattar de laster konstruktionen utsätts för och underskattar dess bärförmåga vilket leder till onödig överdimensionering. I vissa fall kompletteras Eurocode med nationella anpassningar av säkerhetsfaktorer för materialprestanda och laster.
Val av säkerhetsfaktorer är helt avgörande för materialåtgången och kan vid en allt för konservativ inställning innebära onödigt kostnadsdrivande krav. Appliceras de sammanlagda dimensioneringsgrunderna på en befintlig svensk bro som byggdes innan Eurocode trädde i kraft, så innebär det i vissa fall att bron måste rivas, förstärkas eller att trafiken får ledas om, även om bron är fullt fungerande. Samma princip gäller för till exempel kulvertar och bottenplattor.
Slutsatsen blir att vid tillämpningen av Eurocode så utnyttjas idag inte materialkapaciteten för till exempel stål och betong på samma sätt som i tidigare regelverk. Detta är en negativ spiral som för varje ny utgåva innebär ytterligare försämrat materialutnyttjande och därmed mer mängder och ökat klimatavtryck.
Eurocode är en lång textmassa och gör det svårt att få en översikt över vilka principer och antagandet som dimensioneringen bygger på. Därmed begränsas möjligheterna att ta initiativ till innovativa lösningar i projekteringen. I Eurocode finns dessutom krav på analysmetoder i 3D som ger lasteffekter som man inte hade i tidigare beräkningsmodeller som även det leder till ökade mängder material.
För att inte utvecklingen ska stanna av så bör Eurocode ses över både innehållsmässigt och hur man driver utvecklingsarbetet i framtiden.
Figur 1. Exempelskiss på en plattrambro grundlagd i berg 1960 (ovan), respektive 2021 (nedan).
Projekteringsprocessen behöver fördjupas
I projekteringsprocessen premieras snabbhet och projekt upphandlas allt oftare på fast pris. Det finns sällan incitament för en fördjupad projektering där det görs ansträngningar för att hålla nere materialåtgången.
Korta byggtider leder till ökad mängd betong och armering
Att materialåtgången ökar beror också på att korta byggtider och trafikavstängningar allt som oftast väger tyngre än att använda mer förfinade byggmetoder som tar längre tid men sparar material.
Tidspressen i byggena leder bland annat till att konstruktioner gjuts jämntjocka, vilket ökar betong- och armeringsmängden istället för att använda metoder där man lokalt förstärker konstruktionen vid exempelvis pelare. Jämntjocka konstruktioner innebär att konstruktionen får en större egenvikt och därmed utsätter sig själv för större laster. Detta leder till att konstruktionerna behöver vara ännu kraftigare byggda för att bära sig själva och man är därmed fast i en betongkrävande spiral.
Vad finns det för lösningar?
Som konsulter är vi i allra högsta grad en medspelare i att minska materialåtgången genom förfinad projektering i projekteringsprocessen. Punktbevakas frågan finns det många designval som kan spara förvånande mycket stål och betong.
Figur 2. Skiss över två brotvärsnitt där Alternativ 1 visar ett typexempel på förfinad formsättning och Alternativ 2 ett standardförfarande som kräver omkring 40% mer betong och dessutom betydligt mer armering.
Figur 3. Valvbro är ett effektivt sätt att utnyttja materialen.
Genom att använda metoden ”Carbon Cost management” har Sweco visat att minskad produktionskostnad och minskat klimatpåverkan är starkt korrelerat. Om man i ett byggprojekt jobbar aktivt från ett tidigt skede med design och optimering för att minska klimatavtrycket minskas även investeringskostnaden. Ju senare i projektfasen optimeringsarbetet kommer in, ju mindre möjligheter finns det till att banta kostnader och klimatpåverkan. Därför är det så viktigt att det finns incitament för att göra hållbara val och snåla med material redan i projekteringsprocessen.
Att jobba för att minska överanvändningen av stål och betong i bygg- och anläggningsbranschen har bäring på både ekonomisk- och miljömässig hållbarhet. Det gällande regelverket sattes innan parisavtalet var på plats och behöver ses över för att klimatpåverkan från branschen inte ska vara onödigt hög.
Anders Lövquist – Konsult produktionsplanering
Anna-Emilia Joelsson – Hållbarhetschef för Swecos infrastruktursegment
Claes Bergsten – Broexpert
Johan Stenberg – Projektledare
Stefan Gustafsson – Regionchef anläggning Syd
Tomas Cervin – Konstruktionschef Syd
Kommentarer
Kommentarer är stängd.