MMA Arendal Gjestehavn

Transkript

1 Modulbaserte MMA Arendal Gjestehavn Modulbaserte Aktivitetsanlegg Sluttrapport OFU-prosjekt Arendal januar

2 Innhold 1 Bakgrunn... s 3 2 Hva MMA har levert s 4 3 Veien videre.. s 5 4 Prosess og arbeidsform. s 6 5 Kvalitet og arbeidsform. s 7 6 Velværebygg. s 9 7 Badeanlegg s 11 8 Broløsninger. s 12 9 Prosjektregnskap s 13 2

3 1 Bakgrunn Hovedutfordringen MMA har satt fokus på viktige areal og miljømessige utfordringer i strand-/havnesoner, og satset på nye innovative- og bærekraftige løsninger for havner og marine aktivitetsanlegg som muliggjørere. I dag er sentrale kystområder under et stadig økende press, noe som fra myndighetenes side også har medført økt fokus på regulering og begrensninger i fysiske inngrep. Utvikling av fleksible, løsninger som kan imøtekomme et stadig økende ønske om kystnære publikumsaktiviteter som havne- og aktivitetsanlegg vil derfor kunne ha stor samfunnsnytte og markedspotensial. Slike fleksible løsninger innebærer at de er flyttbare på en enkel måte, men også at de kan gjennom modularisering kan tilfredsstille ulike behov og fysiske forutsetninger. Modularisering som muliggjører Arendal havnevesen sine planer for ny gjestehavn stiller krevende krav til robuste og fleksible løsninger som skal dekke langt flere behov og funksjoner enn tidligere, f.eks større brokonstruksjoner, ulike typer bygninger og badeanlegg på flytere. Arendal havnevesen vil således representere en svært krevende kunde som vil åpne opp for å utvikle nasjonale og internasjonale markeder. Figur 1: Arealstatus i strandsonen 1. januar Prosent Kilde: Statistisk Sentralbyrå Konsortie av aktører fra marin sektor Å utvikle denne type fleksible løsninger krever betydelig innovasjonsaktivitet da det å bygge styrke f.eks. i fleksible og skalerbare flyteelementer er utfordrende. Det må blant annet bygges robuste grunnlagsdata/modeller for styrkeberegninger. Gjennom OFU-prosjektet ble det satt sammen et konsortie av leverandørbedrifter og ledende FoU-miljø fra marin sektor. Sammen med kundebedriften Arendal havnevesen ble den nye Arendal Gjestehavn ansett som en unik mulighet for å utvikle de innovative løsningene som også skulle ha et markedspotensiale nasjonalt og internasjonalt Gjestehavnene preges av stor aktivitet, men i en svært begrenset periode. Det er behov for bredere aktivitetstilbud 3

4 2 Hva MMA har levert Unike løsninger Som den første i Norge flytter Arendal Gjestehavn bygg og aktiviteter fra land til sjø. På flytende moduler. Et bygg med fire sammenkoblede flåter ligger allerede klart på havna utenfor Arendal. Det skal enten innredes som et såkalt "velværebygg" til selskaper, møter og bursdager, eller som omkledningsrom, toaletter og dusjer koblet mot et større flytende svømmebasseng. Det er også utviklet og produsert en brokonstruksjon fra land som gjør området mer tilgjengelig Samtidig som den er seilingshøyde for fritidsbåter. Gjennom OFU- prosjektet er det utviklet løsninger for en rekke ulike modulbaserte konsepter. Disse løsningene er i hovedsak produsert og levert Arendal havnevesen gjennom et eget leveranseprosjekt. MMA har utviklet innovative modulbaserte løsninger Kvalitet Gjennom avanserte beregninger, simuleringer, testing og analyser setter løsningene helt nye standarder for kvalitet og kvalitetssikring av flytende brygger og anlegg. Nettopp arbeidet med å etablere standarder og tilpasning til relevant regelverk f.eks universell utforming har MMA gjort et betydelig nybrottsarbeid. Produktplattform og prosesser Å utvikle modulbaserte løsninger innebærer i stor grad å finne en god plattform som skal kunne legge grunnlag for de ulike modul-løsningene. En slik MMA-plattform er bruken av GRP- som materiale, geometri reflektert i f.eks former, eller løsninger for sammenkobling av flytere og andre moduler. Moduler har vært gjenstand for simulering og CFD-analyser En annen sentral del av prosjektet er metoder og prosesser i forbindelse med produksjon, men først og fremst klarlegging, dimensjonering og tilpasning av løsningene til lokale forhold. Her har CFD- analysene og tilhørende metodeutvikling vært en sentral del av prosjektet Velværebygget er fleksibelt med svært mange bruksområder 4

5 3 Veien videre Hva sier markedet OFU- prosjektet og de konkrete løsningene har fått betydelig oppmerksomhet i markedet allerede før offentlig lansering. Dette har i stor grad vært knyttet til MMAs fleksible løsninger, samtidig som estetikk og materialvalg (GRP) Selv om man lenge har laget flytebrygger og ulike løsninger for flyttbare anlegg så har disse klare svakheter i forhold til de grunnleggende prinsippene i modularisering, ved at disse ikke har en gjennomgående plattformtankegang eller en systematisk tilnærming til modularisering. Produkter fra dagens leverandører består i hovedsak av materialer som betong, aluminium og trevirke. Det som har vært levert av f.eks flytebrygger til gjestehavner er ofte enkle konstruksjoner, med tilsynelatende noe "tilfeldige" løsninger preget av over- /underdimensjonering og med begrensede muligheter for opp- og nedskalering gjennom moduler. Sammenliknbare produkter har også varierende estetiske kvaliteter og finish, noe som også er viktig konkurranseelement for f.eks gjestestehavner. Det ble allerede i forprosjektet gjennomført en markedsundersøkelse som klarla planlagte utbygginger. Det finnes svært mange planer for lignende utbygginger som i Arendal. Det har vært gjennomført konkrete møter med Fredrikstad kommune 2015, men markedsarbeidet vil intensiveres når de ulike elementene /modulene monteres i Arendal Gjestehavn våren Forretningsmodell De ulike leverandørene ønsker å være med videre for en ytterligere kommersialisering av MMA's løsninger. Ulike modeller for den videre satsningen ble utredet av COD AS i Den løsningen som nå anses som best er at det etableres et eget AS med ansvar for salgs- og markedsarbeid, og med rettigheter i forhold til de konkrete moduler og løsninger. Med modulbaserte løsninger er det et hav av muligheter I Fredrikstad (Floa) planlegges ny gjestehavn Leverandørbedriftene vil således gjøre de konkrete leveransene og i hovedsak stå som hovedkontraktør i de større prosjektene. En rekke design-varianter av bygg er utviklet av Eker design 5

6 4 Prosess og arbeidsform Organisering Prosjektet har hatt en styringsgruppe bestående av Arendal Havn og Ertec, med prosjektleder som sekretær og øvrige FoU- partnere ved behov. Det har vært en administrativ prosjektleder (SINTEF) med ansvar for fremdrift, ressursstyring og rapportering, samt en faglig prosjektleder (Meyer Norschau design) med ansvar for de faglige og tekniske sidene ved prosjektet. Det har jevnlig vært egne FoU- møter med kun FoU-partnerne, men også utvidede prosjektmøter der hele konsortiet har vært samlet for å få en bred diskusjon rundt sentrale tema og leveranser. Arbeidspakker OFU- prosjektet har vært omfattende ved at det har vært utviklet løsninger på en rekke ulike områder, og der det har vært uklare (til dels ikke-eksisterende) standarder og regler. Prosjektet har derfor vært organisert gjennom ulike arbeidspakker (delprosjekt) med en ansvarlig bedrift og definert FoU- partnere. Imidlertid har man også i stor grad arbeidet på tvers i arbeidspakkene. Organisering i arbeidspakker med definerte utvikl. oppgaver. 1. Grunnleggende strukturelle egenskaper plattform og grensesnitt: "Klarlegge premisser for styrkeberegninger og helhetlige, robuste modulløsninger". Ansvarlig bedrift: Ertec 2. Strukturelle løsninger i komposittmateriale - utvikling av moduler: "Utvikle robuste og fleksible strukturelle løsninger til moduler i komposittmateriale". Ansvarlig bedrift: C-Sub. 3. Ikke-strukturelle løsninger i komposittmateriale - funksjon og estetikk: "Utvikle robuste, fleksible, praktiske løsninger". Ansvarlig bedrift: Hydrolift 4. Overflater robuste, innovative materialløsninger for overflater: "Utvikle robuste, fleksible og estetiske material-løsninger for gulv og andre store overflater". Ansvarlig bedrift: Nor-Dan Konsortiet samlet i arbeidsmøte hos C-Sub Fysiske leveranser I dette "nybrotts-arbeidet" har det vært viktig å jobbe tett på en offentlig kunde som dermed har vært en utviklingspartner. De konkrete fysiske leveransene har da vært svært sentrale. Støping av "kakestykker"/moduler hos Nor-Dan Båtbyggeri 6

7 5 Kvalitet og faktabasert utvikling 3. Partsgodkjenning - DnV Et OFU-prosjekt innebærer at det er en betydelig del FoU og tilhørende arbeid med dokumentasjon. Nettopp det å bygge kunnskap rundt de løsningene og modulene som er utviklet gjennom prosjektet har vært sentralt for å gjøre disse robuste og i tråd med relevante standarder. Gjennom DnV har det vært kjørt en prosess for prinsippgodkjenning AIP. Den mest nærliggende standarden er NS 9415: 2009 "Flytende oppdrettsanlegg. Krav til lokalitetsundersøkelse, risikoanalyse, utforming, dimensjonering, utførelse, montering og drift." Flytere er i hovedsak objektet for CFD-analyser og tester. Kunnskapsoppbyggingen er skjedd gjennom simuleringer og beregninger f.eks styrke/ FEA og strømningsanalyser (CFD), men også konkrete tester og verifiseringer av de teoretiske beregningene. I tillegg til dokumentasjon/rapporter er kunnskapsspredningen skjedd gjennom prosjektmøter og ulike former for erfaringsoverføring mellom aktørene. CFD- analyser For denne type flytende anlegg er det svært viktig å klarlegge bevegelser og ulike former for belastninger det utsettes for. Dette gjelder ikke minst bølger og ulike lokale strømningsforhold. I MMA har derfor CFD - analyser (Computational Fluid Dynamics) vært sentrale. Dette er en fellesbenevnelse for et computerbasert beregnings- og analyseverktøy for simulering av gass- og væsketransport (fluider) rundt eller igjennom et produkt/gjenstand/objekt. Programvaren løser Navier-Stokes likninger numerisk ved hjelp av kraftige datamaskiner. CFD gjør det mulig å studere hvilken påvirkning væske og luftstrømninger har på et produkt/gjenstand/objekt. Analysene har i særlig gitt kunnskap knyttet til oppankring og belastninger i koblingspunkt mellom flytere. Flyterne s dimensjoner er: kg; lengde 9,4 m; bredde 2,6 m; dybde 1,28 m Innflytsvinkler til grunn for CFD-analyser Test De teoretiske beregningene ble i prosjektet verifisert gjennom fysiske tester, der man instrumenterte flyterne og laget bølger ved hjelp av båt Figur 2 Oppsett av oppankrings-liner og kobling av flytere 7

8 Strøm og vindkrefter Strøm og vindkrefter er simulert med CFD for velværebygget. Konstruksjonen har blitt satt inn i strømmen med forskjellige vinkler og strøm, vind og koblingskrefter ble tatt ut. Resultatene viser at verste last en kjetting vil oppleve i 4 knop strøm og 28 m/s vind er kg. Den tiltenkte 19mm moring kjettingen viser til å ha en min bruddlast på kg. 4 knop strøm er antatt å være konservativt sammenlignet med strømmålinger som er gjort under ekstremvær. Koblingsbraketter og strekkstag Resultatene viser at koblingsbrakettene som er installert mellom modulene er tilstrekkelig dimensjonert til å tåle laster under de undersøkte kondisjonene. Strekkreftene i strekkstag er beregnet og sammenlignet mot leverandørens dimensjonerende lastkapasitet for ulike dimensjoner. Det er også gjennomført beregning av nødvendig korrosjonsmonn slik at man kan sikre seg nok gjenværende kapasitet i strekkstag etter 15 års bruk. Strekkstag størrelse M30 har ifølge beregningene nok styrke og korrosjonsmonnr. Praktiske forsøk, målinger og CFD-analyser har vist at laster fra småbåttrafikk er mye lavere enn de som er benyttet i flere av beregningene Målebolter ble brukt ifm testing av flytere/bryggemoduler Utmattingslaster Utmattingslaster er funnet gjennom CFD analyser og praktiske forsøk hvor en båt ble brukt til å lage bølger. Resultatene viser at de målte lastene er så lave sammenlignet med beregnete laster for koblingsbrakettene at utmattingsberegninger ikke er nødvendig. Testing gjennom bølger skapt av arbeidsbåt Stabilitetsberegning Stabilitetsberegningene er godkjent for de fleste tilfeller med hensyn på intakt stabilitet og fribord. Det første unntaket er når 40 personer står i et hjørne av anlegget. Dette ansees ikke som et problem, da betongflyterne ikke har hulrom som kan fylles med vann. I tillegg er anlegget kun godkjent for 30 personer, noe som gjør at beregningen er konservativ. Det andre unntaket er ved snølast og intaktstabilitetskravet og fribordskravet. Anlegget skal normalt ikke være i bruk om vinteren, eventuelt kan det lages rutiner for måking og fjerning av snø. Velværebygget oppankret i Eydehavn januar

9 6 Velværebygg Flytere I et modulbasert og fleksibelt konsept som er utviklet for å kunne tilpasse seg mange ulike lokaliteter, funksjoner og konsept, er det viktig at flyterne er relativt små men med gode koblingsmekanismer. Dette er nødvendig for å gjøre løsningene skalerbare, med tilstrekkelig oppdrift og bæreevne til de ulike bygg og anlegg. Disse løsningene har gjennomgått beregninger og tester som beskrevet under kapittel 5. Til velværebygget ble det utviklet en løsning basert på 4 betongflytere med følgende mål: kg; lengde 9,4 m; bredde 2,6 m; høyde 1,28 m. Flyterne ble knyttet sammen av 24 koblingspunkter. Disse koblingene ble utviklet av Ertec gjennom prosjektet, mens flyterne ble utviklet og produsert av Arendal Havn Det er lagt vekt på høy finnish av velværebygget Strukturelle element Velværebygget er tenkt som et fleksibelt bygg som kan huse mange ulike funksjoner og bruksområder. Aktuelle bruksområder kan være, møte-/festlokale, servering, havnekontor etc. Ved å sette sammen flere velværebygg vil bygningsmassen kunne skaleres betydelig. Dette er f.eks aktuelt i forbindelse med badeanlegget. GRP er brukt som materiale for de strukturelle modulene i velværebygget. En rigid ramme er montert på flyterne. På denne rammen er de ulike bygg-modulene satt sammen. Som avstivning av tak er det montert en stålbjelke, men for øvrig er det gjort bruk av selvbærende "kakestykker" som også skal sikre fleksibilitet og produksjonsvennlighet. CAD model av velværebygg struktur og interiørelementer Velværebygget har store glassflater som skal gi godt med lys i tillegg til god kontakt inneuteområde. Glassmodulene er utviklet og montert av Ertec. GRP-modulene (kakestykkene) er utviklet og produsert i samarbeid mellom C-Sub og No-Dan Båtbyggeri AS. I dette arbeidet er det også utviklet former ("flatbed") og verktøy som grunnlag for produksjon av flere bygg. Det første velværebygget er ferdig montert og oppankret i Eydehavn og vil bli flyttet til Gjestehavnen våren 2016 sammen med broløsninger. Velværebygget oppankret for montasje hos C-Sub, Skilsø 9

10 Bruksområder - kundegrupper I utgangspunktet har man sett for seg 3 typer kunder: (1) Kunde som ligger på gjestehavn i noen dager/uker og som ønsker å leie et lokale med gode fasiliteter for felles middager, hygge og gode kveldstimer. (2) Kunde som ikke har båt i havnen, men som ønsker et lokale for kortere periode til samling for venner og kjente. (3) Kunde som har behov for et annerledes møtelokale borte fra kontoret for et kortere tidsrom (fra noen timer til en dag). Det er enighet om at fokuset ligger på den første kundegruppen, og dermed også et fokus på sommersesongen inkl sen vår og tidlig høst. Utfra dette ble det definert funksjonskrav: Matlagning og matlagningsutstyr til servering for 12 personer Dusj og toalettfasiliteter med god atmosfære Sitteplass ved bord for12, pluss sofa/avslapning og sitteplasser ute til flere. Futu er en eksklusiv designvariant utviklet av Eker design Teknisk skulle enheten være lett å holde ren, og det må brukes materialer som ikke gir mugglukt osv ved fukt over lengre tid. Arealet måtte være fleksibelt i bruk til flere aktiviteter (middag, møter, dans, osv). Uteaarealet kunne gi tilgang til vannet, kunne ha utegrill, gode solsenger etc. Designkonsept Det ble utarbeidet 3 designuttrykk, som også hadde ulike kvaliteter og kostnadsprofil. Dette arbeidet er gjort av Eker design, med følgende 3 hovedkonsept: "Skandinavisk enkelthet", "futuristisk dynamikk" og "Catering (for den som vil ha alt servert på fat)". Den valgte baderomsløsningen er tilpasset av Norec Med utgangspunkt i ovennevnte 3 konsept ble det også jobbet med en standardisert variant som opprinnelig var utviklet for andre formål (eks hotell). Disse baderomsmodulene er produsert av Norec og ble tilpasset til velværebygget. Sammen med kjøkkenløsninger basert på IKEA-moduler ble det dermed utviklet og anskaffet en økonomiske og robust interiørløsning til det første velværebygget. Baderomsløsningen klar for montasje 10

11 7 Badeanlegg Å skape aktivitet Gjestehavner er i utgangspunktet kjennetegnet med sterk sesongpreget aktivitet. I praksis fylles gjestehavnene opp 3-4 uker i juni/august, mens man i skuldersesongen mai-oktober har svært liten aktivitet i gjestehavnene. Det er imidlertid også betydelig konkurranse mellom de ulike gjestehavnene for å tiltrekke seg båtturistene. For å vinne frem i denne konkurransen er det viktig å kunne tilby gode servicefasiliteter, men også attraktive aktivitetstilbud. Arendal gjestehavn har de siste årene klart seg godt i denne konkurransen, bl.a ved at man har nærhet til en attraktiv "sommerby", har kafe og kioskdrift i tillegg til servicefasiliteter. MMA vil gjennom sine attraktive designløsninger og moduler, som f.eks broløsninger bidra til ytterligere å styrke attraktiviteten. Imidlertid ser man betydelig potensiale for økte inntekter. Et basseng vil være en unik aktivitetsskaper og MMA- prosjektet har derfor utarbeidet innovative løsninger for dette som Havnestyret i møte 21. januar 2016 ble bestemt realisert, med ferdigstillelse mai Sjøbadet vil være en integrert del av gjestehavnen Modulbaserte basseng-løsninger Flere konseptuelle løsninger for badeanlegget har vært utviklet, men der modularitet har vært fellesnevneren. Et konsept med fleksibel duk holdt oppe av standard flytere ble vurdert, det samme ble mer tradisjonelle betongløsninger. For å kunne dra maksimal nytte utviklede moduler og den unike GRP-kompetansen i prosjektet ble det bestemt å videreutvikle konseptet med en stor, rigid flytende bassengmodul, også inneholdende teknisk rom. Denne kobles så sammen med et komplett velværebygg og skifteområde/dusj. Løsningene inneholder også fleksibelt glasstak, som vil gjøre anlegget attraktivt også ved dårlig vær Badeanlegget baserer seg på flytende GRP- basseng Egen forretningsplan Et oppvarmet basseng som dette, i hovedsak beskyttet for vær og vind vil ikke bare øke inntektene fra båtturister, men vil også potensielt trekke til seg brukere fra andre turister og fastboende, lag, skoler etc. Det er utarbeidet en egen forretningsplan for driften av badeanlegget Glassoverbygg gjør anlegget attraktivt også i dårlig vær 11

12 8 Broløsninger Funksjon Det kan være mange grunner til å ha en broløsning for denne type havneanlegg. Av ulike grunner (eks grunnforhold) kan det være nødvendig å ha god avstand mellom brygge og land som krever tilgang via bro. En annen årsak er at bro i seg selv kan sikre båter bedre tilgang til bryggeanlegg. Samtidig ser vi også at broen i seg selv innebærer et visuelt element som i seg selv vil kunne være en attraksjon. Denne type broer vil også ha anvendelsesområder og markeder utover gjestehavner og således i seg selv kunne være frittstående produkter. MMA har utviklet en fleksibel broløsning som gjennom bl.a universell utforming og god seilingshøyde skal kombinere ovennevnte hensyn. Fleksibiliteten (modularitet) er sikret gjennom geometri som gjør at formene vil være fleksible. Formene til bro er utviklet av C-sub Broløsningen Selve broen er produsert i GRP og består av en over og en under del som er limt sammen. Dette sikrer en konstruksjon som både er torsjonstiv og har høy lastkapasitet. Selve formmodulene er fleksible slik at man kan støpe både kortere broer og lengre broer enn det som i dag er levert ved at en formodul til ville kunne skjøtes inn på midten. Broen hviler i hver ende på et hjuloppheng som sikrer den bevegelsen som er nødvendig siden broen ligger på en flytende struktur som er i bevegelse. Dersom det skulle oppstå en ekstremsituasjon slik at flyterne beveger seg lengre vekk enn det som er tiltenkt vil broen slippe fri på den ene siden og falle i sjøen uten og bli skadet. Brofundamentet på flyterne er bygget i aluminium og repoet rundt består av både trapp og en rampe tilpasset for rullestol som sikrer rullestolbrukere assistert tilgang til brygge anlegget. Bro er utviklet i forhold til krav om universell utforming 12 Bro-modulene er ferdig produserte og klare for montasje

13 9 Prosjektregnskap 13

14 Revisorbekreftelse 14