En Bærekraftig Skole i Massivtre Prosesser og muligheter Hvorfor Kostnad og risiko Prosjektere og bygge

Transkript

1 En Bærekraftig Skole i Massivtre Prosesser og muligheter Hvorfor Kostnad og risiko Prosjektere og bygge Ola Øyen, Silvinova AS

2 Silvinova AS Ola Øyen Treteknolog - doktorgrad Tømrer Spesialrådgiver prosesser for innovativ massivtrebygging Industriell produksjon Startet massivtreproduksjon i Norge Holz100 Norge

3 Bærekraftig skole - hvorfor De fleste tenker miljø og materialbruk CO2 Det er mer: Lavere energiforbruk drift Det må være økonomisk fordelaktig Driftsmessig smartere Best læringsarena MASSIVTRE KAN BIDRA TIL ALT DETTE

4 Kostnad og risiko I utgangspunktet koster det ikke mer å bygge en massivtreskole. Men det krever fokus på fordeler og ulemper Hent ut oppsidene Risiko er forbundet med ny byggemåte, dårlige byggebeskrivelser og hvem som prosjekterer Byggherre kan redusere risiko ved å være godt forberedt og tydelig Industrialisering og montering senker risiko

5 Kostnadsfaktorer - momenter Kan senke kostnaden Kan øke kostnaden Massivtrekonstruksjonen Dekkene Mye hulltaging, skråskjæring og små elementer i vegger. Regularitet drar ned kostnadene Prosjekter ferdig før bygging Reduserer risiko Blanda ventilasjon og low-tech Utnytt massivtreets egenskaper Reduser areal vha mindre VVS føringsveier Grunnmursarbeidene Tre veier 25% i forhold til betong/stål. Utnytt dette Byggetid Planlegg for industriell bygging og senk byggetid med 25% Reduserer rigg og adm

6 Prosjektere Avgjørende at byggherre har gjort en tidlig analyse Avgjørende at funksjonskrav og kvalitetskrav til skolen er gjennomarbeidet og tydelig i bestillingen. Fokusområdene må være tydelig Kontrahere rett kompetanse og tidlig leverandørinnvolvering Spørsmål om kontrahering (entrepriseform) og prosjekteringsnøyaktighet Ferdig prosjektert før bygging med en god byggbeskrivelse (inkl grensesnitt)

7 Bygge Industriell produksjon med høy prefabrikasjonsgrad Færrest mulige løft og byggevarer mest mulig rett inn i bygget før lukking Entreprenøren må forstå og planlegge «Trimma bygging/lean Construction» Verktøyet BIM og fagressursen ITB med i byggeprosessen Telt?

8 Utviklingen av bærekraftige skoler Et kommende behov for å bygge bærekraftig mht klima, læringsmiljø og driftskostnader Massivtre er klimavinner, men et «ungt» materiale. Mulighetsstudiene for skoler startet med prosjektet «Bygg i Tre» ved Per Arild Aasheim Tidlig brukerdialog og brukeravklaringer i mulighets studier/analyser er løsningen

9 Mulighetsstudier Det er gjennomført 5 mulighetsstudier om skoler i massivtre Skien vgs Stokke us Romsdal vgs Voss nye vgs og gymnas Evenstad Bildet viser bygningen som skal bevares

10 Ulsmåg barneskole 7200 kvm BTA Bergen Kommune Tre i hovedkonstruksjonen og lavenergi Romsdal vgs kvm Møre & Romsdal Fylkeskommune Fokus på drift med low-tech og massivtre Nye Voss vgs 6000 kvm Hordaland Fylkeskommune Fokus på industriell bygging og klima Følgende er besluttet bygd i massivtre pr

11 Ulsmåg skole i massivtre, Bergen bygges nå

12 Ulsmåg Skole Arkitekt Ola Roald

13 Nye Voss vgs Hordaland FK gjennomførte en mulighetsstudie som beskrev fokusområder og føringer i kontrahering Kontraheringsform er design og priskonkurranse hvor team med leverandører og rådgivere leverer skisser, oppgaveforståelse og pris 6 tilbydere evalueres i disse dager Samspill med kontrahert team Bygging 2015

14 Romsdal vgs i forprosjektfase

15 INDUSTRIELL BYGGERI EN MULIGHET I TRE FAUSKANGER SKOLE ASKØY KOMMUNE TEGNET AV ARK OLA ROALD INDUSTRIELT PRINSIPP FOR VEGGEELEMENTER OG VINDUSINNSETTING

16 Statsbygg. Evenstad Mulighetsstudie

17 Kortere byggetid med mindre stedsbelastning Positivt klimaregnskap for selve bygget Samspillet mellom materialvalg, energistrategi og valg av varme- og ventilasjons teknologi Mulig Passiv Klimatisering God læringsarena Rimeligere FDV med robuste løsninger, bla overflater Hvorfor massivtre Bildet viser tak og traverskran over massivtrebygg

18 Effekten av egenskapene ved massivtre må utvikles og verifiseres i prosjektet Driftsløsninger og overflater Ventilasjonskonsept lavteknologi med blanda ventilasjon Arealeffektivitet sparte arealer ved lavteknologi ventilasjon Positive energievne ved massivtreets termiske og fuktegenskaper

19 Start med FDV krav: Drift Tilgjengelighet og kontroller Renhold krav til takhøyder og jevne overflater Ventilasjonsanlegget mht kompleksitet og plassering av teknisk utstyr. Korte føringsveier!! Teknisk nivå på teknologi Bygnings styringssystemer eller industri styringssystemer Utvendige overflater og bestandighet og hærverk og påkjørsels skader

20 «Komponer» skolen, dvs tenk like romstørrelser ut fra en optimal industriell prefabrikasjon Standard løsninger Repetisjoner Massivtre element utnyttelse Færrest mulige monteringsløft Organiser rommene mht felles areal og infrastruktur Blanda ventilasjons løsninger med kort føring Massivtrekomponering

21 Funksjonskrav Romtyper kan løses i massivtre og limtre konstruksjoner Energimerke merke A Lavenergi (Passivhus standard??) Spenn spennbehovet i hallene løses med tre Elastisitet tre som materiale har størst elastisitet/omgjøring Overflater hvitpigmentert massivtre eller glatte plater inv. Robusthet - ikke mer hærverk enn andre materialer (mindre) Universell utforming som andre matr. mht bevegelse. Klar vinner mht helse Brann og lyd brann er ikke et problem. Lyd løses ved analyse Energi hva vil dere ha? Ventilasjon - blanda ventilasjon best, utformer bygget!!

22 Kvalitetskravet CO2 regnskap positivt for tre. 50 % av transportvolumet, erstatningseffekt på 2 tonn CO2 pr kbm konstruksjonslast. Kan halvere klimagassutslippet LCC vurdering tre som andre materialer. Behov for ekstra mannskap til drift betyr mer enn materialer og byggløsninger FDV vurdering tre er ikke mer arbeidskrevende. Velg glatte overflater inv og enkelt ventilasjonsanlegg Design en treskole gir bedre design enn andre materialer Byggetid mulig 80 % av normalen Byggefeil 0-feil bygg er mulig. Krever «tak over tak» og ferdig prosjektert før byggestart Emisjoner lave fra granplanken i limtre og massivtre.

23 Klimagassregnskapet Vesentlig bedre for tre som byggemateriale Erstatningseffekten ved trematerialet kommer som fradrag i klimagassregnskapet. 2 tonn CO2 ekvivalenter pr m3 trebruk Statsbygg prosjekt «Evenstad» reduserte med 58% Også avhengig av energi strategi mht energikilder og forbruk til oppvarming og tekniske installasjoner Andel el-spesifikk energi gå for fornybar energi i bunn og ta toppene (spisslast) med elektrisitet Energibehov til ventilasjon og lys viktig!

24 Integrert prosjektering Samspillet mellom materialer, energi og teknologi, i deres tilfelle forestått som:

25

26 Ventilasjons strategier blanda ventilasjon Hybrid ventilasjon for klasserom med høy belastning behovs styrt og korte føringsveier Hybrid ventilasjon med overstrømning til større rom hvis godkjent (brann og klima) Mek vent alt naturlig i idrettshaller og amfi med behovsstyrt vent og varmegjenvinning Hybrid vent for foaje og felles arealer Naturlig vent for verksteder med punktavsug Mek vent i kontorer og spesialrom, ex frisør

27 Passiv klimatisering Benytte materialenes egenskaper Termiske og hygroskopiske samt overflatestruktur Designe bygningskropp og rommene mht luftvolum og luftskifte Beregne belastninger for basislaster og spisslaster for varmetilgang og ventilasjon som utgangspunkt for tiltak Blanding av naturlig og hybrid ventilasjon

28 Budsjett og Målprisvurdering Lavenergi/passivhus med «Low-tech» Målprisvurdering vurdert til prosjektkostnad kr pr kvm inkl mva og eks råtomt Vurderinger Massivtre og passivhus nivå gir + 10 % kostnad og «low-tech» ventilasjon gir 20 % for VVS. Low tek gir også rimeligere prosjekteringskostnad Øvrige besparelser Bruk av mer standardløsninger, prefabrikerte byggkomponenter, kortere byggetid, anslått til 20 % spart tid og rimeligere RIGG og administrasjon

29 Direkte kostnads sammenligning Grefsen vgs, Oslo kvm nybygg i massivtre Prosjektert for stål og betong Parallellprosjektert for massivtre Sammenlignet mellom alternativene: Bare bæresystem og skallkonstruksjon, ikke kledning, vinduer etc Pris for stål/betong 1,3 mill Pris massivtre 1,1,mill

30 Konseptet for Romsdal vgs Utgangspunktet er Borgund vgs i Ålesund, tilpasset Romsdal vgs Integrert prosjektering i samspill mellom materialer, energi og teknologi. Utgangspunkt er mål for energi, økonomi og drift. Tidlig energianalyse. Tilpasset gjennomføringsmodell for målstyring av økonomi og kvalitet med grundig beskrevet totalentreprise. Bærekraftig med 50 % redusert klimagassutslipp i forhold til referansebygg, ved bruk av massivtre og «low-tech» ventilasjon, samt høy sndel fornybar energi 20 % reduserte investeringer og driftskostnader i teknologi ved enklere ventilasjonsløsninger, benevnt som «low-tech» Mulighet for 0 andel el-spesifik energiforsyning

31 TEK universell utforming Universell utforming; Bevegelse som ved andre materialer Helse aspektet klart bedre i massivtre pga lave emisjoner og lav stråling. Møter forskriftene bedre enn andre hovedmaterialer. Ved krav til tørt bygg ved bygging vil det ikke være fuktskader i bygget, og heller ikke soppsporer Bygg under telt N/K faktoren er tilnærmet 1 Alle bygg som ikke er bygget under telt vil ha soppskader

32 Sammendrag av ett Tysk forsøk i en massivtreskole og en betongskole (kontrollgruppen) Hjertefrekvens synker i våkentilstand i massivtre klassen og stiger i kontrollgruppen Hjerte/kar beskyttelsen stiger i våkentilstand i massivtreklassen og faller i kontrollgruppen. Forblir lik om natten i massivtreklassen og faller i kontrollgruppen Sosialt stress av studenter av lærere foble lik i massivtreklassen og steg i kontrollgruppen Skoleprestasjoner og konsentrasjons ytelse viste færre konsentrasjonsproblemer i massivtreklassen

33 Litt om brann og massivtre Tre forkuller ved åpen flamme ca 14mm pr time. Bildet viser massivtre etter 90 min og 1000 grader åpen flamme (R90) Tre er avhengig av tilført brannenergi for å brenne Tre vil kvele brannen selv ved punktbrann pga mangel på oksygen over det forkullede området

34 Trinnlyd og luftlyd fra ventilasjon Trinnlyd dempes iht krav ved å bygge/legge tyngre materialer oppå etasjeskillene Etasjeskillene en utfordring I skoler Flankelyd tas opp av dempende materiale i overgang vegg/etasjeskille Vibrasjonslyd tas vekk vha dimensjonering av dekket Ventilasjonslyd klart mindre i trebygg Vegg transmisjonslyd tas vekk vha demping i tverrsnitttet og gulvløsning I rommene

35

36 Robusthet i treskoler - referanser Nardo skole, Trondheim 6000m2 ferdig barneskole i massivtre Referanse Eva Schanche Nilsen Det er ikke tagging eller hærverk på skolen Dette skyldes også ett «respektprogram» sammen med bevisst handling om å holde skolen i orden Den gamle skolen, som ble revet var i betong, og det var ikke ett problem med hærverk eller tagging der heller Vøyenenga skole, Skui, ungdomskole i massivtre. Bygd i Referanse Christian Sørbye Larsen, undervisningsinspektør Veldig lite problemer med hærverk eller tagging. Betongflatene mer utsatt enn treflatene Alle skader tas øyeblikkelig og skolen holdes i orden Røråstoppen skole, Re kommune, ca 4000 m2, ferdig Referanse Wenche Bue, rektor «Det er ikke registerert noen form for hærverk eller slitasje på treet. Skolen har lave driftskostnader.»

37 Sammensetning Som en stor hobbyplate Stag (for broer) Spiker Skruer Tredybler Limt Krysslagt eller kantstilt

38 Skjellet konstruksjon Massivtre søyler og dragere skjellett Massivtre dekker som etasjeskillere Bruk veggelementer som avstivning Innstøpte boltegrupper best på nivellert betong Mobilkran eller lastebilkran Lift fremfor stillas

39 Massivtre skallkonstruksjon

40 Krysslimt Massivtre max 3x16,5 m

41 Massivtre og knutepunkter Knutepunkter mellom massivtre og limtre med skruer gir en helt unik konstruksjon Ferdig sikret etter montering gå rett inn og ferdigstill Inngår i avstiving av bygget Tåler jordskjelv godt pga elastisitet En skrue har skjærkraft på 100 kg

42 Termiske egenskaper

43 Fuktegenskaper Trevirke har meget stor fuktkapasitet d.v.s. evne til å ta opp og avgi fukt

44 Latent varmeovergang Faseovergang vanndamp vann krever og avgir varme Gir tillegg til termisk masse Eksempel på utnyttelse døgnutjevning o Natt - kaldt og fuktig trevirket tar opp fukt og avgir varme NB: Hindrer kondens o Dag - soloppvarming og uttørking trevirket avgir fukt og krever varme

45 EN MULIGHET I TRE - Design og utforming Grefsen vgs 2012 massivtre bygd under telt Vøyenenga us 2005 massivtre og betong

46 Nye Steinerskolen, Kambo. Naturlig ventilasjon Bygges under telt. Massivtre skall og trefiberplater utenpå

47 Dagslysbehovet for læring krever vinduer som igjen krever en god yttervegg mht tetthet og isolasjon

48

49 Prosjektets utvikling Byggeprogram Konseptet Analysen ANALYSEN SKAL VERIFISERE KONSEPTET MHT GJENNOMFØRBARHET OG ANGI FØRINGER FOR VIDERE PROSJEKTERING

50 Romsdal vgs konseptet Sammenhengen «low-tech og massivtre»

51 IED INTEGRERT ENERGIDESIGN IED Supported by En introduksjon for arkitekter, rådgivere og utbyggere som vil realisere gode, energieffektive bygg.

52 Analyse av Energistrategi IED Nivå kw/m2 og fordeling av energipunkter. Bør ses i sammenheng med energiforsyning og skisse til sammenhengen materialer/overflater og basislaster og spisslaster. Passiv klimatisering må verifiseres i prosjektet.