Å bygge bro, fra planlegging til utførelse, når kan vi påvirke klimagasspåkjenningene?

Transkript

1 Å bygge bro, fra planlegging til utførelse, når kan vi påvirke klimagasspåkjenningene? Claus K. Larsen / Lise Bathen Tunnel- og betongseksjonen, Vegdirektoratet

2 Miljøvennlige betongkonstruksjoner Forutsetninger er at betongkonstruksjoner skal prosjekteres og bygges i henhold til kravene gitt i Håndbok N400 Bruprosjektering. «bestandighet oppnås dersom motstandsevnen er større enn påkjenningen»

3 Muligheten til å påvirke klimagassutslippet Det viktig for oss som byggherre og oppdragsgiver å vite muligheter og begrensinger ved bruk av bærekraftige betonger Bruer og andre bærende konstruksjoner skal prosjekteres for 100-års dimensjonerende brukstid. I enhver bru som bygges, uavhengig om det er en trebru, stålbru eller betongbru, er det i varierende utstrekning alltid behov for å benytte materialet betong. Hva vi skal være ekstra oppmerksomme på når vi utarbeider konkurransegrunnlaget, hva skjer i byggefasen og hvordan vi kan følge opp de ulike betongene i byggefase? Det er viktig å se på helheten. Ved bevisste valg og godt beslutningsgrunnlag har vi mulighet til å finne de mest optimale løsningene hvor også reduksjon av det totale klimagassavtrykket vektlegges.

4 Spørsmål: Hvordan kan Statens vegvesen redusere klimagassutslipp ved bygging av betongkonstruksjoner? Konstruksjon Materialer Planleggingsprosesser Byggeprosesser Hvilke begrensinger har disse grepene? Styrke Bestandighet Fremdrift Betongkonstruksjoner Håndbok N400 Bruprosjektering (bru, tunnelportaler, støttemur, kai)

5 I 2016 var SVV kjøper av ¼ av totalproduksjonen i Norge Betong, stål og asfalt står for 2/3 av klimagassutslippene fra veganlegg

6 Muligheten til å påvirke klimagassutslippet vil variere Handlingsrommet for å minimere klimagassutslipp blir mindre dess nærmere bygging prosjektet kommer Det er mulig å påvirke et prosjekts klimagassutslipp i alle planfaser. Størst effekt oppnår vi dersom prosjektet har en klar målsetning om å vekte klimagassutslipp og energiforbruk.

7 Må vi bruke betong? Og hvilke muligheter har vi? Betongmaterialer medfører ressursbelastninger i hele konstruksjonens levetid. Lang levetid gir mindre belastning enn kort levetid Uansett hvilken type bro-konstruksjon det velges ved bygging er betong en betydelig del av konstruksjonen Klimagassutslipp fra betong oppgis som kg CO 2 -ekvivalenter pr. m 3 og tonn betong (ved omregning fra m 3 til tonn brukes densiteten 2400kg/m 3 ) Bransjenormen for definering og klassifisering av lavkarbonbetong er gitt i Norsk Betongforening publ. nr 37 Lavkarbonbetong; Betong der det er gjort tiltak for å begrense klimagassutslipp. All lavkarbonbetong må ha følge av en EPD

8 Hva bidrar? Klimagassreduksjon Prinsippet om kost-nytte-vurderinger må innarbeides i beslutningsprosessene. Her er det særlig tre tiltak som er interessante: a) Evaluere og vektlegge klimagassutslipp i valg av konstruksjonstype og plassering i tidligfase b) Økte innsats i prosjekteringen og særlig bruke mer avanserte beregningsmetoder for å redusere materialmengder og innsats på byggeplass. c) Velge klimagasseffektive materialer og da særlig lavkarbonbetong og resirkulert armering

9 Valg av veglinje, valg av brukonsept CO 2 -utslipp ved bruk av betong kan reduseres ved blant annet å være mer bevisst på valg av veglinje, type og antall betongkonstruksjoner Vi trenger bedre innsikt i hvordan valg av konsept påvirker utslipp. Å være bevisste om hvor mye utslipp ulike typer og også antall betongkonstruksjoner gir. Ved å velge en annen veglinje eller klare seg med enklere konstruksjoner vil mengde armering og betong kunne påvirkes. Valg av byggemetode påvirker også hva slags betong som kan brukes. Komplisert, mange hensyn å ta og mange aktører Brukompetanse i tidlig fase er viktig!

10 Betong er utpreget ferskvare.. Når vann reagerer med sement begynner sementreaksjonen (hydratasjon)som fører til at pastaen herder og utvikler styrke. Tilslaget er med på å avgjøre hva slags fasthet som oppnås og hvor mye pasta som kreves for å oppnå god støpelighet. Herdeprosessen fortsetter over år og betong blir sterkere og tettere ettersom den blir eldre. Her er en mengde MEN, men dette er utgangspunktet TSS < 5% Luft < 5% Stein 30-40% Sand 30-40% Vann 7-10 % Sement 15-20%

11 Betong er utpreget ferskvare.. Betong trenger varme for å utvikle fasthet Sement utvikler varme ved fasthetsutvikling Mengde sement styrer mengde varme

12 Miljøkrav til betong Valg av konstruksjonsutforming, spennvidder og tverrsnittstykkelser påvirker betongmengder, egenskapene betongen må ha i fersk tilstand og nødvendig framdrift Levering av EPDér på betongene som leveres til byggeplass gir grunnlag for å ta med betongens bidrag til prosjektets totale miljøbelastning og klimagassregnskap Spesialbetonger som lettbetong, selvkomprimerende betong, undervannsbetong, og sprøytebetong har behov for økt sementinnhold sett i forhold til normalbetong. Med økt sementinnhold er konsekvensen at disse sammensetningene i de aller fleste tilfeller ikke kan tilfredsstille noen av lavkarbon klassene definert i NB37.

13

14 Miljøkrav til betong Når det stilles krav om resepttiltak for å oppnå lavkarbonklassene foretas tiltakene på betongens konsistens, bindemiddelsammensetning, tilslagets steinstørrelse og tilslagets sammensetning. Hvilke klimagassutslipp som kan oppnås lokalt er avhengig av tilgjengelige bindemiddel, lokalt tilslag og transportavstander av råvarer til betongfabrikk.

15 Byggemetode har betydning for valg av betongsammensetninger

16 Jo mer komplisert og raskere en bygger, jo mer utslipp medfører betongen som brukes (Foto: Ellinor Hansen)

17 Armeringstetthet Tett armering stiller krav til pastarik betong og gir dermed økt klimagassutslipp.. En betong-epd er kun gyldig for en spesifikk resept med gitt konsistens. Økt støpelighet vil normalt bety økt pastamengde og økt klimagassutslipp.

18

19 Vi må se hele konstruksjonens funksjon samlet Hva kan vi velge mellom? Velge materialer Lavkarbonbetong Resirkulert stål i armering Tilslag, kortreist eller tiltransportert Transportavstand øvrige materialer, inkludert armering Optimalisere materialenes levetid Utslipp i et livsløpsperspektiv, der valg i plan- og byggefasen har en innvirkning på vedlikehold og utskiftning frem i tid Grep for å redusere mengder Spennarmering kontra slakkarmering Forskalingsvogn kontra reis og tilsvarende Sommer- kontra vinterstøp Prefabrikkert eller plasstøpte konstruksjoner Avanserte beregningsverktøy (for eksempel basert på 3D Finite Element Modell med ikke lineære betongegenskaper) for å optimalisere tykkelser i bærende konstruksjoner Byggemetode på anlegget Krav i standarder og ivaretakelse av krav opp mot minimum Mulige fravvik fra regelverket som kan vurderes

20 Håndbok R762, prosess 84 Rapporter Rapporten er utarbeidet av Norconsult på oppdrag av tunnel- og betongseksjonen og KraKK-prosjektet (Krav om klimagasskutt i konkurransegrunnlag) Rapporten omhandler hvilken effekt konstruksjonsvalg har på klimagassutslipp. Det er foretatt sammenligninger av dagens klimagassutslipp med 1990-nivå. Rapporten gjennomgår konsekvenser av forskjellige valg. Det er konkludert med at det er mulig å påvirke et prosjekts klimagassutslipp i alle planfaser.

21 Bygging Drift, vedlikehold, utskiftning Avhending Sum Betong Reduserte mengder Lavkarbonbetong Levetid Rehabilitering Utskiftning Bygget klar for endringer Gjenbruk, elementer Gjenbruk, knust betong Karbonatisering Mengder Lavkarbon Gjenbruk Karbonatisering Armering Reduserte mengder Resirkulert stål Levetid Rehabilitering Utskiftning Korrosjon Bygget klar for endringer Resirkulering Hvor lett er det å skille armeringen ut? Mengder, optimalisering Resirkulering, «sirkulær økonomi» i praksis Maskinarbeid/ transport Redusert vekt mindre Nye arbeidsmetoder fundament/ masseutskiftning Nye materialer Lokalt tilslag. Forskaling, Utslippsfri transport byggemetoder, reis, tidsfaktor Grønn anleggssektor Enkelt å rive? Lokal gjenbruk? Nye maskiner og transportløsninger? Ny teknologi i anleggsperioden og senere Sum Utslipp som bygget Fokus i kontrakt Utslipp i driftsfase 60, 80, 100 år? Teknisk levetid Nye behov i samfunnet modifikasjon Utslipp ved avhending Nye behov i samfunnet riving før teknisk/økonomisk levetid er oppnådd Det er denne summen som må optimaliseres: Konstruksjonen som system over hele levetiden

22 Viktige punkter å ta hensyn til: Sett et mål om utslippsreduksjon for prosjektet. Effekten av valg som gjøres tidlig i prosjekterings- prosessen vil kunne ha større effekt enn valg som tas senere i byggefasen. Bruk klimagassberegninger som følger prosjektet i alle plan- og byggefaser. Klimagass- beregningene dokumenterer effekten av tiltak som endrede materialer, mengder eller bygge- metoder. Lag klimagassregnskap basert på en helhetlig vurdering av konstruksjonen. Isolerte vurderinger av enkeltmaterialer vil ikke belyse effekten av avhengigheter og prosjektet risikerer å skyve utslipp mellom materialgrupper, bygningsdeler og livsfaser. Bærekraft og klimagassutslipp må inkluderes i forutsetningene for prosjektering. En godt prosjektert løsning vil normalt gi lavest materialforbruk sett opp mot kvalitet og levetid. Reduksjon i materialmengder gir generelt også en økonomisk besparelse for prosjektet

23 Ved å optimalisere plassering i tverrsnitt, bruke mindre løpemeterarmering og beregne omfarings-skjøter, kan vi redusere forbruket av armeringsstål. Prosjekter som bruker store mengder betong kan redusere klimagassutslippet betraktelig ved å bruke forskjellige betongkvaliteter i forskjellige bygningselementer. Bærekraft og klimagassutslipp må inkluderes i forutsetningene for prosjektering. En godt prosjektert løsning vil normalt gi lavest materialforbruk sett opp mot kvalitet og levetid. Reduksjon i materialmengder gir generelt også en økonomisk besparelse for prosjektet Prefabrikkerte betongelementer kan i mange tilfeller effektivisere arbeidet og redusere det totale utslippet av klimagasser fra en konstruksjon. Vi bør gjenbruke rivematerialer av betong på anlegget der det er mulig.

24 «Først når klima er en del av totalvurderingen har vi grunnlag for å nå målet i Dette er noe som må inn allerede i KVU og reguleringsplaner og vi må bygge enda er optimale konstruksjoner som gir mindre utslipp» Terje Moe Gustavsen