Den mobila prefabriceringsfabriken

Transkript

1 Avdelningen för energi-, miljö- och byggteknik Jan-Andre Johansson Kristoffer Lind Den mobila prefabriceringsfabriken Ett nytt produktionskoncept The mobile Prefabricationfactory A new concept for production Examensarbete 22,5 hp Byggingenjörsprogramet Datum/Termin: Handledare: Mikael Götlind Examinator: Malin Olin Karlstads universitet Karlstad Tfn Fax Information@kau.se

2 Sammanfattning Detta examensarbete är en undersökning av en mobil prefabfabriks konkurrenskraft och lönsamhet som även ska resultera i ett förslag på utformning av fabriken. Den mobila prefabfabriken är en idé på ett nytt produktionkoncept som är tänkt att användas vid tillverkning av plattbärlag. Grundtanken med konceptet är att med hjälp av en snabbetablerad prefabfabrik kunna producera element nära byggarbetsplatsen och på så sätt undvika transporter från fabrik till byggarbetsplats. Detta innebär inte bara en miljömässig och ekonomisk vinst, utan också att man kan undvika att riskera skador på elementen som ofta kan uppkomma under transporten. Entreprenören ansvarar för den mobila prefabfabriken och kan på så sätt undvika långa kötider för leverans av plattbärlag och konjunkturkänslighet. Dessa är parametrar som ofta kan vara ett bekymmer vid användning av prefabelement från fasta prefabfabriker. Den mobila prefabfabriken ska sedan kunna packas ihop o förflyttas till andra byggarbetsplatser. Den flyttbara produktionskapaciteten innebär också att produktionen kan hållas nära produktutvecklingen och därför snabbt kan testa nya lösningar, på så sätt främjar konceptet en ständig förbättring. Efter en överslagsberäkning av kostnader för etablering, avetablering, drift och underhåll visade sig att den mobila prefabfabriken behöver etableras vid stora projekt som har behov av mer än m 2 plattbärlag för att kunna tjäna in dessa utgifter. För att sedan betala av investeringskostnaderna på omkring kr måste byggprojektet alltså ha ett behov av mer än m 2 plattbärlag. Om man antar en livslängd på 30 år för den mobila fabriken behöver man producera m 2 plattbärlag per år för att intjäna investeringskostnaderna, utöver de plattbärlag som krävs för intjänad etableringskostnad.

3 Abstract This is an investigation of a mobile prefabrication factory s competitiveness and profitability which also will result in a suggestion for a design of the factory. The mobile prefabrication factory is an idea of a new concept for production which is meant to be used in the manufacture of slab. The main intention with this concept is that by using a fast established prefabrication factory to produce elements near the construction site, thus avoiding transport from the factory to the building site. This means not only an environmental and economic gain, but also that you can avoid risking damage the elements which often occur during transportation. The contractor is owner of the mobile prefabrication factory and can thus avoid long waiting times and cyclicality. These are parameters that often can be a concern when using prefabricated element from factory s off-site. When the building is finished, the prefabrication factory is able to be packed onto trucks, moved, and reestablished close to next building site. The portable production capacity also means that production can be kept close to the product development and can therefore quickly test new solutions, thus this concept facilitating a continuous improvement. After a rough estimate of the cost for the establishment, operation and maintenance turned out that the mobile prefabrication factory needs to be established by large projects that require more than m 2 of slab in order to recoup these expenses. Then to recoup the investment cost of 5, 64 million crones the project must have a need for more than these m 2 of slab. Counting on a life expectancy of 30 years for the mobile factory, the factory needs to produce m 2 of slab á year, in addition to the slab required for accrued cost for establishment.

4 Definition av begrepp: Prefab: Entreprenör: Etablera: Logistik: Off-site: Platsbyggt: ICT: BAS-U: VCT: Förkortning av prefabricerat, annat ord för förtillverkat. Det företag som har åtagit sig en entreprenad Upprätta Styrning av materialflöden samt till dessa kopplade, resurs-, informations- och monetära flöden. Syftar till något som inte finns på byggarbetsplatsen Produkt som är tillverkad på byggarbetsplatsen Informations- och kommunikationsteori Bygg- och Arbetssamordnare, Utförande Vattencementtal

5 Innehåll 1. Inledning Bakgrund Problemformulering Syfte Mål Avgränsningar Metod Intervjumetod Utformande av den mobila prefabfabriken Ekonomi Kartläggning av marknad Utredning Industriellt byggande och dess historik Lustron home ett banbrytande industrialiseringsprojekt i USA Miljonprogrammet Manubuild ett EU-projekt för utveckling av industriellt byggande Förundersökning Lean produktion Plattbärlag (halvprefab) Arbetsmiljö Sammanställning av intervjuer Studiebesök på TMC Betongelement AB, prefabfabrik Utredning av mobil prefabfabrik Definition Koncept Utformning av mobil prefabfabrik Kartläggning av marknad Ekonomi och enhetstider Resultat Fabrikens utformning Ekonomi Förutsättningar som kan göra den mobila prefabfabriken konkurrenskraftig... 42

6 5. Diskussion Fabrikens utformning Ekonomi Förutsättningar som kan göra den mobila prefabfabriken konkurrenskraftig Förslag på vidare undersökning Slutsats Tackord Referenser Bilagor... B Bilaga 1. Intervju med Bengt Ericsson, platschef, TMC Betongelement AB... B1 Bilaga 2. Intervju med Lennart Andersson, platschef, NCC... B2 Bilaga 3. Intervju med Lennart Jansson, BAS-U, Peab AB... B3 Bilaga 4. Beräkning av betonghärdning... B4

7 1. Inledning 1.1 Bakgrund Man brukar säga att produktionskostnaderna inom byggbranschen i grova drag består av 30 procent byggfel, onödiga transporter, slöseri, logistikproblem och felaktig projektering (Boverket 2007). För att effektivisera produktiviteten och kvaliteten inom byggbranschen har man gjort många försök att styra branschen mot ett mer industriellt byggande. Många av de som försökt sig på en hög förtillverkningsgrad inom flerbostadsbyggande har misslyckats. En förklaring till detta kan vara att byggindustrins komplexitet gör det svårt att genomföra stora radikala effektiviseringar på en gång, då byggindustrin skiljer sig i många avseenden ifrån den fasta industrin. Genom att vid byggnation av flerbostadshus använda sig av bland annat en prefabricerad stomme istället för att bygga den på plats, har man i många fall kunnat spara in en hel del pengar i form av tid. Enligt platschefer har även arbetsmiljön för yrkesarbetare på bygget förbättrats då man med prefabanvändning istället utnyttjar hjälpmedel till en högre grad och eliminerar många tunga och slitsamma arbetsmoment. Men en ny stor utmaning för hållbar miljö och ekonomi har nu istället blivit de ökade transporter som krävs då man med prefabelement inte kan fylla upp lastbilar till samma grad som med löst material, och ofta även på grund utav ett längre avstånd till fabriken än till en materialleverantör av färdigblandad betong eller armeringsstål (Claesson-Jonsson. C 2010). Användning av prefabricerade element ökar även känsligheten för konjunkturförändringar. Vid högkonjunktur ökar priset avsevärt och det är inte ovanligt att kötiderna uppgår till ett år (Danielsson. E & Robertson. H 2008). 1.2 Problemformulering Vid vilka förutsättningar inför ett byggprojekt skulle en mobil prefabfabrik kunna vara ett konkurrenskraftigt produktionskoncept? Hur stora behöver byggprojekten vara för att det ska vara ekonomiskt försvarbart att etablera en mobil prefabfabrik vid byggarbetsplatsen? 1.3 Syfte Att undersöka möjligheten att vid byggarbetsplatsen etablera en mobil prefabfabrik för tillverkning av plattbärlag och på så sätt för att undvika de hinder som prefabtillverktning off-site innebär. Detta för att anpassa industriellt byggande efter byggbranschens förutsättningar för att effektivisera byggproduktionen. 1

8 1.4 Mål Målen med detta examensarbete är att: Presentera en förstudie på hur en mobil prefabfabrik skulle se ut för att möta dagens villkor. Presentera en ekonomisk överblick för de väsentliga kostnaderna den mobila prefabfabriken innefattar. Kartlägga för vilka förutsättningar vi tror den kan vara mest konkurrenskraftig. 1.5 Avgränsningar Denna rapport är avgränsad till: Större projekt, detta eftersom den mobila prefabfabriken troligtvis först blir aktuell då det finns behov av plattbärlag i större mängder. Betongelement, då betong är det mest använda materialet vid byggnation av flerbostadshus och området där fältfabriken är mest outvecklad. Produktion av plattbärlag Gestaltning snarare än konstruktionsdetaljer 2

9 2. Metod Detta projekt kan liknas vid ett detektivarbete där rimliga antaganden och resonemang kommer att prägla delar av arbetet. Bedömningen av möjligheterna för en mobil prefabfabrik kommer att göras genom att urskilja de kritiska momenten i byggproduktionen och resonera kring hur fabriken påverkar dessa. Arbetet kommer att börja med en djupgående litteraturstudie av byggprocessen med fokus på prefabricering, industriellt byggande och arbetsmiljö. Denna studie kommer ligga till grund för vidare undersökning genom intervjuer av främst entreprenörer, konstruktörer och aktörer på prefabriceringsfabriker. Denna information kommer sedan analyseras för att få ett resultat om en mobil prefabfabrik har en marknad. 2.1 Intervjumetod Vid förberedelserna av intervjuerna har vi först genom litteraturstudier på nätet tagit reda på så mycket fakta som möjligt om företaget och det projekt som den svarande i nuläget arbetar på. Informationen används som underlag vid utformandet av intervjufrågor, men även för att kunna skapa en dialog snarare än en utfrågning. Eftersom vi har intervjuat olika aktörer inom byggbranschen med olika förutsättningar har vi också anpassat frågorna efter den svarandes arbetsområde. De tre stora intervjuerna har varit med två platschefer på entreprenörföretag och en platschef på en fast prefabfabrik. Dessa aktörer har vi valt ut först och främst för att detta koncept riktar sig till entreprenörer och den primära konkurrenten för den mobila prefabfabriken är den fasta prefabfabriken. Inledningsvis har vi använt frågor som är relativt raka och har som syfte att ge oss en fördjupad kunskap inom ämnet. I intervjuns senare skede ställs mer öppna frågor som tillåter den svarande att sväva ut med egna åsikter och kanske bidra med nya infallvinklar som inte tidigare uppdagats, en metod som också brukar kallas den fria intervjun. I den fria intervjun styrs intervjuaren endast av en grov uppfattning av vilka intervjufrågor han bör beröra, och där den svarande har full frihet att formulera sina svar. Metoden är till stor nytta när man börjar på ett nytt område. Den är smidig och flexibel och ger möjlighet till fördjupning på punkter som verkar intressanta. En annan fördel är att den svarandes subjektiva intryck och värderingar får komma fram (Ekholm. M & Fransson. A 1992). Frågorna lämnas in till den svarande innan intervjun äger rum så att denna om vilja finns, hinner förbereda sig. Detta ger oss troligtvis mer faktabaserade svar där det är eftersökt och mer genomtänkta resonemang från de mer öppna frågorna. Dessa frågor är ett hjälpmedel för att vi ska få en någorlunda röd tråd i intervjun och hålla samtalet till det väsentliga. Vissa av de uppgifter en intervjuare ställs inför kan lätt pekas ut (Ekholm. M & Fransson. A 1992): 3

10 Det är mycket viktigt att intervjuaren klargör sitt syfte Att motivera den svarande att ge den information man som intervjuare söker Att ställa frågor Att följa upp svar Att registrera relevant information Att systematisera och analysera erhållen information Vi har även haft telefonintervjuer med företag inom industrin och byggbranschen för att få materialoch prisuppgifter. Dessa intervjuer har inte krävt samma grad av förberedelse med utskick av intervjufrågor i förhand. Däremot har vi innan telefonintervjuerna läst på om företaget för att få utförligare information. 2.2 Utformande av den mobila prefabfabriken Innan utformningsarbetet tog fart behövde vi först och främst en grundläggande kunskap inom dagens prefabriceringsprocess, från tillverkning till montering. Utformningen baseras på den kunskap vi fått ifrån litteraturstudier, studiebesök och intervjuer. När vi hade den grunden att stå på har vi resonerat fram konstruktionen, materialval och val av hjälpmedel med fokus på att fabriksytan ska vara så liten som möjligt för att få plats att etablera fabriken nära byggarbetsplatsen och slippa lastbilstransporter. Även att öppna upp dörrarna för så många projekt som möjligt, då markyta ofta är en bristvara på byggarbetsplatser. Vi har också lagt fokus på: Produktionseffektivitet Kvalitet på slutprodukten Mobilitet (det ska gå snabbt att etablera och avetablera fabriken) Arbetsmiljö Ekonomi Vid gestaltningen av konstruktionen har de enklare skisserna ritats i Microsoft Windows Paint version 6.1, medan 3D-ritning och situationsplan har ritats i Autodesk Revit Architecture Vid uträkning av härdningstiden för betong har det antagits samma betongkvalitet som Abetongs fasta prefabfabrik använder för sina plattbärlag. Härdningstiden för plattbärlaget fås ur formeln (Almgren. T et al. 2009): t = t e = Ekvivalent härdningstid vid + 20 C 4

11 k T = Relativ härdningsfaktor t = Verklig tid t e fås genom figur k T fås av tabell: Ekonomi Resultatet vi eftersträvat vid ekonomiuträkningar är att komma fram till hur mycket plattbärlag den mobila prefabfabriken behöver producera för att täcka upp för dess utgifter. Uträkningarna bygger på en jämförelse mellan priser för plattbärlag från Abetong och beräknade priser för plattbärlag från den mobila prefabfabriken. Här har vi delat upp de delar som påverkar utfallet i olika underkategorier. Dessa kategorier är: Löpande kostnader Enhetstider Materialkostnader Etableringskostnader Investeringskostnader Drift- och underhållskostnader Antagen livslängd för den mobila prefabfabriken Dessa uträkningar har sedan resulterat i en minsta produktionsmängd plattbärlag i kvadratmeter som behöver produceras för att tjäna in kostnader för etablering, avetablering, drift och underhåll per projekt. Investeringskostnaderna har delats upp över fabrikens livslängd och resulterat i hur mycket kvadratmeter plattbärlag som minst behöver tillverkas per år, utöver etablerings- och driftkostnader, för att intjäna denna inom en rimlig tid. 2.4 Kartläggning av marknad För att få en föreställning om hur marknaden för en mobil prefabfabrik ser ut har vi frågat oss: När, vid vilka förutsättningar är den konkurrenskraftig? Var kommer fabriken ha störst efterfrågan? För att kunna svara på frågan: när är fabriken mest konkurrenskraftig? måste vi ta reda på när inköp av prefabelement inte är lönsamt. Detta har vi tagit reda på genom intervjuer med entreprenörer och litteraturstudier. 5

12 För att svara på var den mobila fabriken kan ha störst efterfrågan har vi först kartlagt de prefabfabriker som är i drift i Sverige idag. Därefter har vi genom intervjuer tagit reda på i vilka typer av byggarbetsplatsområden dagens metoder inte är tillräckliga. Vid ett införande av ett nytt arbetskoncept är det många aspekter man behöver ta hänsyn till, därför har vi från utformningens början följt några viktiga frågor i som affärsmodellen måste besvara (Claesson-Jonsson. C 2010): Vilken är tjänsten/produkten och hur skiljer den sig ifrån konkurrenternas? Vem är kunden som är villig att betala för dess värde? Hur är denna tjänst/produkt tillverkad och hur realiserar och levererar man värdet? 6

13 3. Utredning 3.1 Industriellt byggande och dess historik Industriella processer bygger normalt på tillräckliga upprepningseffekter och volymer för att vara effektiva och kunna motivera nödvändiga investeringar. Byggindustrin skiljer sig på många sätt ifrån den fasta industrin och de industriella processerna måste därför först anpassas till byggbranschens komplexitet för att kunna implementeras. Byggindustrin karaktäriseras av korta produktserier med en lång livslängd, byggnader måste monteras på leveransstället och har stor påverkan på omgivning och samhälle (Larsson. B & Söderlind. L 2009). Motiven till att industrialisera byggbranschen i större utsträckning anges ofta vara (Apleberger. L et al. 2007): Lägre kostnader Kortare byggtid Säkerställa rätt kvalitet Förbättrad arbetsmiljö Ökad lönsamhet Boverket definierar industriellt bostadsbyggande enligt följande: Industriellt bostadsbyggande innebär en välutvecklad byggprocess med en genomtänkt organisation för effektiv styrning, beredning och kontroll av ingående aktiviteter, flöden, resurser och resultat med användning av högförädlade komponenter med syfte att skapa maximalt värde för kunderna. 1 Ett industriellt byggande presenteras av boverket 2008, som ett övergripande synsätt uppbyggt av åtta karakteristiska delområden som alla krävs för att konceptet ska fungera. Dessa delområden är: 1. Planering och kontroll av processen 2. Utvecklade tekniska system 3. Förtillverkning av byggdelar 4. Långsiktiga relationer mellan aktörer 5. Logistik integrerat i byggprocessen 6. Kundfokus 7. Användning av informations- och kommunikationsteknik 1 (Boverket 2008, Industriellt bostadsbyggande) 7

14 8. Systematisk mätning och erfarenhetsåterföring Figur 1. Boverket (2008), Industriellt bostadsbyggande. Illustration av de viktigaste delarna för ett industriellt av byggande enligt boverket Lustron home ett banbrytande industrialiseringsprojekt i USA Efter andra världskriget 1945 i samband med att 12 miljoner amerikanska soldater återvände uppstod en massiv bostadsbrist (Rockbridgewrestling, Lustron Home.) Detta uppmärksammade svenskfödde ingenjören Carl Strandlund och startade år 1948 en gigantisk fabrik som skulle producera industriellt tillverkade emaljerade plåthus. Fabriken hade anställda varav många med bakgrund inom bilindustrin. Varje prefabricerat lustronhus bestod av delar, vägde 12 ton och levererades med hjälp utav specialbyggda långtradare. Fabriken hade en produktionskapacitet på 100 hus per dag och som mest en orderstock på hus. Men redan efter två år i produktion upphörde verksamheten och företaget gick i konkurs. Som mest kom man upp i en dagsproduktion på 26 hus och priset på lustronhuset ökades från de ursprungliga dollar till mer än dollar (Larsson. B & Söderlind. L 2009). Enligt utvecklingsprojektet Framtidens platsbyggande av Larsson. B och Söderlind. L, 2009 var orsakerna till nederlaget många, men med ett gemensamt grundproblem: Det är svårt att i en komplex industri ta allt för stora steg. För det första var det en massiv utmaning att skapa ett helt nytt system för försäljning, marknadsföring, finansiering och en slutlig sammansättning av husen på plats. För det andra så var inte amerikanska byggregler anpassade till att bygga små enfamiljshus i emaljerad plåt, ett hus med många innovativa lösningar. För det tredje så var det svårt att hålla tider och planer för leverans av ett hus i ett land med långa avstånd (Larsson. B & Söderlind. L 2009). 8

15 Detta är ett bra exempel på att det kan riskabelt att ta ett alltför stort steg mot industriellt byggande på en gång då byggindustrin är komplex och innefattar många delområden. Det kan därför vara lämpligt att för en entreprenör förfina en del i taget istället för att göra en storsatsning. Enligt Andersson (pers. komm) var det detta fel NCC komplett gjorde. NCC komplett var en stor utvecklingssatsning mot industriellt byggande där man skulle fabriksbygga byggdelar till flerbostadshus. De skulle sänka byggkostnaderna för flerbostadshus radikalt med sitt nya patenterade byggsystem. NCC:s koncernchef Olle Ehrlén förklarade efter konkursen att: Det är svårare, tar mer tid och kostar mer än vi hade räknat med från början (NCC, 2007) Miljonprogrammet Miljonprogrammets uppkomst är ett resultat från bostadsbristen som kom på 50 talet och tidigt 60- tal. Själva projektets gång var mellan åren 1965 till Målet var att bygga en miljon bostäder på 10 år och höja bostandarden, majoriteten var lägenheter i flerbostadshus. Dessa bostäder som byggdes motsvarar ca 25 procent av Sveriges bostadsbebyggelse idag (Wikipedia, Miljonprogrammet). Den omfattande tekniska utveckling som ägde rum efter andra världskriget medförde att byggarbetsplatsen började mekaniseras i större utsträckning. Under denna tid utvecklades elementbyggnadstekniken radikalt både gällande tillverkningsteknik såväl som monteringsmetoder. Ett antal elementfabriker etablerades där i första hand vägg- och bjälklagselement i betong tillverkades. Den höga målsättningen med bostäder per år tillsammans med den omfattande statliga styrningen av bostadsbyggandet, medförde att produktionsfrågor och teknik prioriterades före gestaltningsfrågor och den enskilde bostadskonsumentens synpunkter. Detta fick till följd att miljonprogrammet fick dåligt rykte och kom att förknippas med dåliga och enformiga boendemiljöer (Apleberger el al. 2007). År 1960 hade Österberga byggts. Detta var det första större bostadsområde som byggts med prefabricerade betongelement, en byggmetod som gick ut på att uppföra en tillfällig fabrik på plats. Dessa monterades senare till byggnaden med hjälp av kranar. Denna metod kortade, effektiviserade och industrialiserade byggandet och användes frekvent på lite större husbyggen inom miljonprogrammet (Wikipedia, Miljonprogrammet). Metoden att uppföra en tillfällig fabrik för prefabricering av betongelement, är liknande tanken för den mobila prefabfabriken. Skillnaden är att den mobila prefabfabriken är mobil och inte tillfällig och eftersom den är mobil innebär det att en större investering göras då konceptet kan användas flera gånger istället för en gång. 9

16 3.1.3 Manubuild ett EU-projekt för utveckling av industriellt byggande Manubuild var en av Europas största EU-finansierade utvecklingssatsningar någonsin med avseende på industrialisering av byggbranschen. Projektet drevs mellan år och involverade Europas ledande aktörer inom branschen, från Sverige deltog NCC Construction Sverige AB och Swerea/IVF. Projektet strävade efter att reducera byggkostnaderna, byggtiden samt arbetsplatsolyckorna. Visionen var också att skapa billiga, kundanpassade och flexibla system som ökar livskvaliteten (Claesson-Jonsson. C 2010). I rapporten skriver man bland annat att erfarenheten visar att ett av de största hindren (om inte det största) som prefabricerat byggande står inför är kostnaden för transporter (Claesson-Jonsson. C 2010). Man har utarbetat ett koncept för en mobil fabrik, då som ett komplement till den fasta fabriken genom att leverera platsmonterade komponenter som är för stora för transporter på normalt sätt. Man skriver också att en ytterligare fördel med den mobila fabriken är att med en flyttbar produktionskapacitet kan produktionen alltid hållas nära produktutvecklingen för att snabbt kunna testa nya lösningar. 10

17 3.2 Förundersökning För att gå vidare in i en utredning angående den mobila prefabfabriken behövs underlag på arbetsmetodik och produkt som ska tillverkas i fabriken. Denna information hämtas genom litteraturstudier och studiebesök i en fast prefabfabrik Lean produktion Lean produktion är ett koncept som i många år använts inom industrin för att effektivisera och öka produktiviteten, inte bara i produktionen utan i hela kedjan från kund/order till leverans (Fernström. G 2009). Konceptet har i de flesta fall baserats på Toyota Production System (TPS) som började utvecklas efter andra världskriget och har som princip att tillverka produkter på det mest resurssnåla sättet (Wikipedia, Lean Production). Idag sammanfattar Toyota sina ledningsfilosofier med två grundläggande huvudprinciper: Ständiga förbättringar och respekt för människor (Mellby. C et al. 2010). Syftet med lean produktion är att eliminera alla faktorer i en produktionsprocess som inte skapar något värde för slutkunden. Definitionen av lean produktion skiljer något från fall till fall men grundläggande är: mer värde för mindre arbete. I Japan har man framgångsrikt lyckats applicera Lean-konceptet inom bostadsbyggandet med hjälp av moduler. Toyota home har utnyttjat teknik och processverktyg som är utvecklade av bilindustrin, som till exempel just in time, TQM (Total Quality Management), avancerade automatiserade maskiner, materialhanteringssystem med mera. Man har ett nära samarbete med sitt moderbolag Toyota och får på så sätt värdefull erfarenhetsåterföring. Viktigt är också att man värnar om sina långsiktiga relationer med leverantörer, arkitekter, konstruktörer och konsulter (Boverket 2008). Nedan följer några av verktygen som underlättar ett införande av konceptet: Kvalitét och stabila processer Första steget i implementering av lean-konceptet är ofta en satsning på kvalitét och stabila processer med en låg processvariation. Ett av verktygen man kan använda sig av här är Jidoka. Jidoka är en metodik där kvalitétskontrollen automatiseras och byggs in i arbetssätt och maskiner. Detta innebär att det blir en automatisk kontroll som sker då det fortfarande finns möjlighet att korrigera felet (Olofsson. O 2011). Kontroll över kvantitet (Just in time) När processerna stabiliserats är det dags att styra hur mycket som ska produceras vid varje tillfälle. Man ställer om produktionen från en tryckande till en dragande produktion, alltså man tillverkar bara vad kunden vill ha. Detta verktyg är speciellt effektivt då produktionsapparaten periodvis har ett överskott jämfört med marknadens efterfrågan (Olofsson. O 2011). Just in time innebär att man inom lean tänkande har som mål att kunna svara på kundens efterfrågan genom en rimlig leveranspolicy, buffertar och en utjämnad produktionstakt (Olofsson. O 2011). 11

18 Produktionsförbättringar Här ingår det bland annat att man strävar efter att upprätthålla ordning och reda, genom renlighet och inspektioner ökar effektiviteten (Olofsson. O 2011). Man arbetar även för att öka driftsäkerheten genom att involvera operatörer i underhållet. Ständiga förbättringar Detta är det mest grundläggande verktyget i konceptet och innebär kontinuerlig utveckling. Det krävs en anpassning av verktygen beroende på vilken kultur som råder samt att en egen vidareutveckling är nödvändig för att nå uthålliga resultat (Olofsson. O 2011). Lärande organisation Vid införandet av lean tänkande i organisationen är det viktigt med ett närvarande och uthålligt ledarskap med ett långsiktigt perspektiv. Ledare som ser till att alla standarder följs men även att man uppmuntrar till utveckling av standardiseringen (Olofsson. O 2011). Införande Chefer, leankoordinatorer och externt stöd För att lyckas införa lean tänkande krävs framför allt ledningens engagemang, resurser och kunskap i hela organisationen (Olofsson. O 2011). Den mobila prefabfabriken kommer göras till en standardiserad arbetsprocess där moment upprepas för att ständigt förbättras. Eftersom arbetsplatsen inte förändras vid ett nytt projekt som den gör vid platsbyggnation kan det bli gynnsamt att införa Lean-konceptet för att effektivisera Plattbärlag (halvprefab) Plattbärlag är ett armerat betongelement som används som kvarsittande form när bjälklagen gjuts, se figur 2. Elementen ingår som en del i konstruktionen för byggnadsstommen där elementet redan har underarmeringen klar. Denna typ av element tar tillvara både prefabriceringens och platsgjutningens fördelar. Plattbärlagets undersida är gjutet mot stålform vilket garanterar släta ytor som kräver minimal efterbehandling. Plattbärlagets översida borstas skrovlig för bättre samverkan med pågjutningen. Elementen tillverkas i en modern industriell miljö, vilket ger stor exakthet i utförandet. Vid montering och pågjutning understöds plattbärlaget vanligtvis av bockryggar och stämp enligt anvisningar från tillverkaren (Betongbanken 2010). Fördelen att i den mobila prefabfabriken tillverka plattbärlag är att plattbärlag endast behöver en slät betongyta, den som är taket i den lägenheten under och att plattbärlag kräver ett minimalt efterarbete. Prefabelement som till exempel skalvägg kräver att båda sidorna är släta, detta kräver ett annat typ av formbord och som tar stor plats och är dessutom avsevärt dyrare. En annan fördel med plattbärlag är att installationer underlättas för elektriker, rörläggare etc eftersom en gjutning sker efter att denna permanenta form har monterats så att dessa kan göra installationer direkt på plattbärlaget och gjuts sedan över, se figur 3. 12

19 Figur 2. Plattbärlag med installationer före gjutning, källa: Wikipedia Figur 3. Plattbärlag med installationer efter gjutning, källa: Wikipedia 13

20 3.2.4 Arbetsmiljö En tredjedel av skadorna i byggbranschen är belastningsskador. Orsaken till belastningsskador är ofta monotont arbete med ensidig belastning. Detta kan öka i en mobil prefabfabrik på grund av fler standardiserade arbetsmoment om man jämför med ett platsbyggt projekt. Det är därför av stor vikt att detta undersöks och kontinuerligt utvecklas. I en rapport av Danielsson. E och Robertsson. H 2008, skriver de: Arbetsmiljön för montering av förtillverkade element ger främst fördelar för skyddsteknisk och ergonomisk art. Eftersom montage av betongelement går snabbt, uteblir ofta skyddsräcken och ställningar. För att säkerställa och gynna säkerheten bör man redan under tillverkningen av betongelementen ta hänsyn till hur skyddsanordningar skall fästas, t ex skyddsräcken, säkerhetssele. Detta är en viktig poäng som lätt förbises. Om entreprenören ansvarar redan från tillverkningen för arbetsmiljön kommer elementen att förberedas för ett säkert montage redan vid tillverkning. Om det istället beställs från ett prefabföretag blir det två olika steg från tillverkning till montering. Det finns risk för att prefabföretaget inte bryr sig om säkerheten vid montering, utan vill ha elementen ivägskickade och betalda så fort som möjligt och det att det andra steget, monteringen, blir osäker. I en intervju med Jansson (pers. komm), platschef på PEAB, frågar vi vilka de vanligaste typerna av arbetsskador är? Skador i nacke, axlar, rygg och armar är vanligast. Jag tror arbetsmiljön blir bättre nu när vi använder oss utav halvprefabricerade element istället för platsgjutning. Det han menar är att arbetsmiljön har blivit bättre nu när halvprefabricerade element (plattbärlag) används istället för platsgjutet vid själva arbetsplatsen. Vilket framhäver att det vi ska tillverka har en positiv effekt när det kommer till monteringen. Intervjun med Ericsson (pers.komm), platschef på TCM betongelement visar att de vanligaste arbetsskadorna i prefabfabriken är stukningar, smärta i armbåge mm. När han beskriver hur de jobbar för att minska antalet olyckor säger han att de förespråkar att använda skyddsutrustning och säkerhet under lyft. Han nämner inget angående förslitningsskador eller olika utredningar om hur man kan minska dessa. 14

21 3.2.5 Sammanställning av intervjuer Detta är en kort sammanfattning av tre intervjuer med aktörer i byggbranschen som genomförts med: Bengt Ericsson, Platschef på TMC Betongelement (fast prefabfabrik) Lennart Andersson, platschef på NCC (entreprenör) Lennart Jansson, platschef på Peab AB (entreprenör) Vilka kriterier avgör valet att använda er av prefabelement eller platsbygga? Väljer du alternativet du använt mest innan eller skiljer sig valen beroende på förutsättningarna? Andersson. L Priset varierar häftigt med prefab, ibland är det väldigt dyrt, ibland är det billigt. Sen kan det finnas förutsättningar där det är billigt att gjuta en del i fältfabrik, men att det blir dyrt att lyfta dit elementet och det blir då inte värt det. I Norrland kan jag förstå att man hellre vill satsa på platsbyggt eller fältfabrik för att det med köpt prefab bli väldigt långa transporter då de flesta fabrikerna finns i Mellansverige och södra Sverige. Jansson. L Kvaliten på väggytorna blir bättre med prefab. Sedan är utrymmet en stor faktor, när det är byggarbetsplatser som ligger i tätbebyggt område väljer vi prefabricerade element på grund utav det inte finns utrymme till väggformar som krävs till platsgjutning. Vi har nästan helt valt bort platsgjutning på grund utav att det blir mer hantering och mer tidkrävande och även mer fysiskt krävande. Sedan blir krantiden för stombygget kortare och den kan istället användas av underentreprenörer som behöver den. Dessa kriterier kommer att användas som grund för utformningen av den mobila prefabfabriken i senare kapitel. Hur ser utvecklingen ut för prefabtillverkning, ökar efterfrågan? Ericsson. B Kraftig ökning på prefab, utvecklingen går mot lättmonterade element. Det byggs nästan ingen standard idag, ingen vill bli påmind om miljonprogrammet. 15

22 Andersson. L Ser man år bak i tiden så har man oftast köpt prefabricerade pelare och balkar. Med NCC:s nya koncept folkboende verkar man vilja gå åt att återta yrkeskunskapen och tillverka själva i fältfabriker och platsgjutet. Jansson. L Vi glider ju mer och mer ifrån platsgjutning som idag ersätts med filigran, skalväggar, fullprefabricerade väggar kommer, arbetsmiljömässigt är ju prefabelement oslagbart. Efterfrågan har ökat drastiskt de senaste åren. Jag tror att den bättre arbetsmiljön som prefabricerade element för med sig har en stor del till den ökande användningen. Här går åsikterna isär, på NCC verkar man vilja återta yrkeskunskapen inom betonggjutning medan man på Peab verkar vill bli av med arbetsmomentet på grund av arbetsmiljömässiga skäl. Dessa argument verkar båda tala för att det finns ett behov av en mobil prefabfabrik då man med detta koncept både återtar yrkeskunnandet och kan få en bättre arbetsmiljö genom en mer rationaliserad arbetsprocess. Ingen av de intervjuade hade själva kommit i kontakt med Lean-konceptet, speciellt förvånande var det att man inte hade hört talas om konceptet på TMC Betongelement där lean-tänkande har stor möjlighet att effektivisera arbetet. Ericsson. B själv uttrycker det: Jag upplever att man kommer med i utvecklingen med nya krav, vare sig man vill eller inte. Det är svårt att få med rutinerade arbetare i utvecklingen när de är för inkörda på sitt sätt att jobba. Nu när vi har många yngre i fabriken går det snabbare att införa nya processer som för utvecklingen framåt. Vad tror du om möjligheten till en mobil prefabfabrik vid eller i närheten av byggarbetsplatsen? Ericsson. B Jag tror att det skulle krävas byggen på minst 1-3 miljarder i storlek för att få det att bli ekonomiskt motiverat. Jag tror inte att transportminskningen är tillräckligt motiv för att bygga upp en mobil fabrik. 16

23 Andersson. L Jag tror att det i så fall måste vara större projekt för att det ska vara värt att montera upp dessa mobila prefabfabriker. Om man ger det kanske 10 år av upplärning med ett och samma gäng så att det går smidigt och snabbt tror jag att det kan bli ett konkurrenskraftigt koncept. Jansson. L Jag tror att det skulle varit svårt att få fabriken konkurrenskraftig. Betonggjutning är ett svårare hantverk än de flesta tror, det blir svårt att komma upp i samma kvalitet som vi får levererat från prefabfabriker. Ska ni göra det så kommer ni att behöva göra en omfattande investering, till exempel vibrerande formbord, traverser, härdningskammare och många fler maskiner och hjälpmedel. Även etablering och avetableringen kommer att bli dyr. Om vi skulle jämföra med den stora kranen vi har här på vårt bygge så kostade den kr att få monterad, nedmonteringen kostade kr. Ni skulle behöva markyta för den här mobila fabriken som många gånger är svårt att finna runt en byggarbetsplats. Här verkar alla vara överens om att det kan bli svårt att få den mobila prefabfabriken konkurrenskraftig. De tror alla att det skulle krävas större byggen med ett stort behov av element för att betala av alla utgifter som den mobila fabriken innebär. Viktigt att tillägga är intervjuerna genomfördes i ett tidigt skede av detta projekt. Vid intervjutillfället kunde alltså inte konstruktion eller utformning presenteras då undersökningen inte hade påbörjats Studiebesök på TMC Betongelement AB, prefabfabrik Fabriken i Vara är uppbyggd med 3 längor formbord som i sin tur delas in i flera formramar byggda i trä i vilka betongväggarna gjuts. Fabriksarbetarna är indelade i olika arbetslag och har varierade uppgifter. Även formar för fönster byggs i trä, medan hål för ventilation och kablage görs med hjälp av cellplast. När formen är färdigsnickrad enligt ritning är det dags att armera. Armeringen najas ihop och läggs ut på distansblock för att få armeringsplaceringen på den höjd där den ger störst hållfasthet. För att göra produktionen så effektiv som möjligt försöker man planera in likartade väggar efter varandra i produktionen för att slippa bygga om formarna alltför ofta. Detta är ofta svårt eftersom de allra flesta beställarna vill ha sina egna unika väggar som sticker ut i mängden. När förberedelserna är klara häller man i den färdigblandade betongen, betong som är av hög kvalité och överdimensionerad för att klara av att härdas snabbt då väggen ska vara redo att skickas iväg redan nästa dag, se figur 4. När väggen har härdats lyfter man ut den och ställer den utomhus under ett skyddstak som förhindrar att väta riskerar att tränga in och försämra väggens isoleringsförmåga, se figur 5. 17

24 Transport av element från TMC Betongelement AB i Vara sker genom olika inhyrda konsultfirmor av de större transportföretagen. Detta för att det är ekonomiskt såväl som miljömässigt mer hållbart än att ha egna fordon stående för transport. Vi ligger i snitt på 30 ton per leverans vilket är i särklass högt om man jämför med många andra i branschen som ligger på runt 20 ton i snitt per leverans. (Ericsson, pers. komm) Även monteringen av elementen på byggarbetsplatsen utförs i de flesta fallen av inhyrda konsultfirmor, dock är det i ca 20 % av fallen entreprenören själv som tar på sig ansvaret för monteringen, då oftast större entreprenörer. Figur 4. Betonggjutning i formbord, Fotograf: författaren 18

25 Figur 5. Lager av prefabricerade betongväggar, Fotograf: författaren 3.3 Utredning av mobil prefabfabrik Definition En prefabriceringsfabrik för tillverkning av plattbärlag uppbyggd med en enkel konstruktion för en snabb etablering och avetablering som ökar dess flexibilitet för transport mellan olika byggarbetsplatser Koncept Konceptet riktar sig i första hand till större entreprenörer som har råd med en långsiktig investering. Tanken med denna metod är att entreprenören kan bli mindre beroende av prishöjningar av förtillverkade element vid högkonjunktur eller i tider då mycket byggs. Tanken med den mobila fabriken är inte att bara flytta in produktionen under tak för att skapa ett väderoberoende. Den stora vinningen är att man nu kan börja effektivisera produktionen med ett standardiserat arbetssätt som ständigt ska förbättras med hjälp utav Lean-tänkande. Att införa Leankonceptet i produktionen tar tid och kräver tålamod för att skapa en atmosfär där alla strävar mot samma mål. Förslag från anställda om produktionsförbättringar eller trivselförbättringar ska belönas, detta för att motivera hela arbetslaget att hela tiden sträva mot ständiga förbättringar. Detta system 19

26 användes av bland annat SAAB Automobile och kan vara ett bra sätt att få igång tankeverksamheten och konstruktivt ifrågasätta arbetsprocessen i en miljö som andas repetition och rutiner (Nilsson. T 1999). Det gör också att alla kan känna sig delaktiga och har möjligheter att påverka sin egen och företagets arbetsprocess. Betongen kommer att köpas in färdigblandad eftersom man då slipper förvaring av ballast och på så sätt sparar in på fabriksytan. Placeringen av den mobila fabriken beror självklart på förutsättningarna. Finns det markyta på byggarbetsplatsen hade detta varit ett givet alternativ. En direkt fördel är att man helt kan slippa transport av elementen och därmed minimera logistikplanering och transportkostnader, såväl som koldioxidutsläpp. Då kan man använda en truck för transport till en punkt där kranen är inom räckhåll. En annan fördel är att man efter förtillverkningen av byggelementen kan utnyttja fabriken som förvaring av byggmaterial utan att riskera utsättas för regn och fuktskador, vilket är ett stort bekymmer på en byggarbetsplats idag. Om byggarbetsplatsen är placerad i ett tätbebyggt område och det inte finns möjlighet att uppföra fabriken på området kan fabriken placeras i närheten. Man har fortfarande fördelen av att man slipper stå i långa kötider för att få leverans av element från fasta prefabfabriker. Konceptet kommer dock inte bli lika konkurrenskraftigt i detta fall eftersom man då, likt köp av prefabelement, fortfarande är i behov av transporter, även fast man kanske inte behöver köra lika långa sträckor. 20

27 3.3.3 Utformning av mobil prefabfabrik Tanken var först att hela fabriken skulle vara en härdningskammare med fyra formar på fyra olika stationer och sedan värma rummet över natten, se figur 6. Detta blir ineffektivt på grund av en stor yta att värma och även att arbetsmiljön för yrkesarbetarna blir sämre då man får jobba i eventuella höga temperaturer och luftfuktighet. Arbetsrummet skulle då behöva kylas när arbetet ska ske i den, för att sedan värma den igen för att härda betongen. Därför ändrade vi så att arbetet sker utanför härdningskammaren för att gynna miljön och arbetsmiljön. Figur 6. Illustration för 4 formar på 4 olika stationer (grundidé) Problemet med denna utformning var att endast 4 formar kan härdas per härdningscykel och dygn. Måtten på vardera form kommer att vara 2,4 x 8 m (Abetong, HeidelbergCement Group). Detta skulle endast producera 2.4 * 8 * 4 = 76,8 m 2 plattbärlag per härdning vilket troligen inte kommer att räcka till något större bygge. För att få möjlighet att producera mer plattbärlag per härdningscykel utan att ta upp för mycket markyta på arbetsplatsen kom idén om att bygga på höjden. Utformningen i fabriken innebär att det kan byggas 4 formar på höjden på 2 stationer, alltså 8 formar totalt utanför med ett tak över för att skydda mot regn. Detta kommer resultera i att höjden på fabriken kommer landa minst 5 meter, detta på grund av att formarna tar upp höjd och att arbetarna ska ha en arbetshöjd på 1.2 meter för en god arbetsmiljö (AFS 1998:1 2010). Formarna förs senare in i härdningskammaren och får härda där. Markytan som kommer krävas då är 10 x 20 m, Se figur 7. 21

28 Figur 7. Situationsplan över den mobila prefabfabriken Detta kommer göra att den mobila prefabfabriken får en produktionskapacitet på: 2,4 * 8 * 8 = 153,6 m 2 per härdning, där 2,4 m är bredden och 8m är längden och 8 är antal formar. Detta blir troligtvis mer konkurrenskraftigt. Det minsta teoretiska måttet på den mobila prefabfabriken för bredder och längder för formarna skulle bli 16 m x 4,8 m. Men för att göra den mobila prefabfabriken mer praktisk läggs det till yta för att arbetarna ska få mer utrymme. En bredd på 10meter kan verka mycket när den teoretiska längden hamnar på 4,8 m för formarna. Men efter en diskussion med Skywell (pers. komm), Llentab, om hur uppförandet av hur den mobila prefabfabriken ska se ut nämndes att deras system först börjar bli effektivt att bygga vid 10 m i bredd. Detta kommer då användas eftersom det ansågs vara till fördel för yrkesarbetarna och att argumentet mer kostnadseffektivt och en gynnsam arbetsmiljö vann över markyta som fabriken kräver. 22

29 Härdningskammaren kommer att vara isolerad med fuktbeständigt isoleringsmaterial för att förhindra att det möglar vid den höga fukthalt i härdningskammaren. Den kommer även ha ett värmeaggregat för att påskynda härdningsprocessen. Enligt Eriksson (pers. komm)behövs det endast ett litet värmeaggregat eftersom betongen själv utvecklar värme i härdningsprocessen. Den behöver även ett system som förser plattbärlagen med fukt för att minska risken för ytsprickor på grund av en torr miljö. Först var tanken att använda oss utav ett fuktsystem som sprutar ånga men på grund av en stor volym (härdningskammaren kommer bli 390 m 3 stor) så blir det opraktiskt. Efter samråd med Eriksson (pers. komm), Skandinaviska byggelement, bestämde vi oss istället för att använda oss utav ett sprinklerssystem. Den första tanken var att 4 formar skulle staplas i två högar utanför härdningskammaren för att produceras det skulle innebära att en travers behövde användas för att lyfta upp de tre översta formarna och så att man har möjlighet att komma åt att armera och gjuta den understa formen. Detta skulle göra att arbetarna måste arbeta under 3 formar då traversen lyfter upp dessa vilket kan vara ett riskabelt moment. Lösningen på detta blev att använda härdningskammaren som en temporär förvaringsstation. Tre formar flyttas till härdningskammaren medan arbetet sker på den som är kvar. När denna form är klar förs den in i härdningskammaren och nästa icke arbetad form förs ut, se bild 8. Denna cykel pågår tills det att alla 4 * 2 formarna är klara och formarna är i härdningskammaren. Sedan sätts värmeaggregatet på och härdningen fortskrider. Figur 8. Den slutgiltiga idén för utformningen av fabriken. 23

30 Formen ska ha två spår, det övre spåret är till för fäste av lyftverktyget och det undre är en urspårning för upphängning på skenan i härdningskammaren, se figur 9 och 10. Figur 9. Illustration för lyftdon till travers Figur 10. Lyftverktyg för formbord Efter ett samtal med Megfält (pers. komm), JMK lyftdon AB, visade det sig att en travers var känslig mot förändringen från värme till kyla då det bildas kondens och traversen är eldriven. Då en travers är en dyr investeringskostnad är det med stor fördel att även isolera uteplatsen där yrkesarbetarna arbetar för att motverka alltför stor kondens. Detta gynnar även energiåtgången eftersom mer värme kommer transporteras ut om det är 10 minusgrader än 20 plusgrader. Detta gör att traversens hållbarhet ökar, enligt Megfält kan en travers med regelbunden service och underhåll hålla upp till 30 år. Funderingar kring om vibrationsbord eller SKB (självkompakterande betong) ska användas har diskuterats. Fördelen med SKB är att vibrationsverktyg eller vibrationsbord inte behövs. Betongen (precis som namnet beskriver) kompakteras av sig själv. SKB kostar lite mer än vanlig betong och ytskiktet på betongen blir något sämre än med vibrationsbord. Att betongen har ett fint ytskikt är en 24

31 mycket viktig faktor inom byggindustrin då det kräver mindre efterarbete och att man på så sätt sparar tid. Fördelen med vibrationsbord är som nämnts tidigare är att ytan på plattbärlaget blir bättre. Eriksson (pers. komm), Skandinaviska byggelement, använder man en vibrationsstation i produktionen. I den mobila prefabfabriken kommer det användas vibrationsbord eftersom det är en väl beprövad metod och ger en bättre kvalitet på slutprodukten. En antagen temporär markyta utanför den mobila fabriken behövs för att mellanförvara betongelementen. Denna siffra är svår att uppskatta och är beroende på hur mycket plattbärlag bygget behöver. Det kommer även krävas en yta direkt i anslutning till fabriken för materiallager för att det ska vara så lättillgängligt som möjligt för arbetarna. Även denna yta blir svår att uppskatta då materialbufferten inte är bestämd. Vid val av stomkonstruktion för den mobila prefabfabriken prioriterades att konstruktionen skulle vara flexibel. Konceptet för stålhallar bygger på effektiv konstruktion, hög kvalitet och god anpassningsförmåga till olika behov och krav. Därför passade stomkonstruktionen från Llentab bra till den mobila prefabfabriken. De använder galvaniserat stål vilket gör att livslängden på den mobila prefabfabriken blir längre. Stommen är underhållsfri och korrosionsbeständig. Taken är hållbara, tåliga och godkända för alla förekommande väderförhållande (Llentab Group). Dessa fakta som är nedanför är ett budgetpris från Skywell. J på Llentab Group som skickades via mail. Där förfrågan om ett prisförslag för stomme, rekommendation och kostnad för klimatskal som ska tåla 40 C och hög luftfuktighet ingår: Dimensionerad för en snölast på 5,5 kn/m 2 och vindlast på 1,0. kn/m 2 för att fabriken ska ha möjlighet att placeras i hela Sverige. Konstruktionen kommer även ha en upplaga på pelare för traversbanebalkar. Konstruktionen är dimensionerad för SK2. Klimatskalet är sandwichelement med lackerad plåt. Väggar har ett u-värde på 0,26 W/m 2 K och tak på 0,31 W/m 2 K. Konstruktionen kommer vara konstruerad enligt figur 11: 25

32 Figur 11. Sektionsritning på den valda konstruktionen, källa: Skywell, Llentab Group. Portarna som man kan se i situationsplanen i figur 7 kommer använda dageröppning för minimal krävande markyta. Denna fungerar ungefär som en rullgardin, se figur 12. Figur 12. Port med dageröppning, källa: Albany door systems Investeringskostnaden för den mobila prefabfabrikens konstruktion hamnar på kr. Montering/demontering kommer hamna på c:a / och tar ca 4,5 veckor att uppföra. Innan monteringen måste en betongplatta gjutas, denna ska vara färdig 1 vecka innan konstruktionen uppförs, enligt anvisningar ska beställaren stå för detta. Det innebär att den totala etableringstiden för fabriken skulle ta ca 5,5 veckor. 26

33 Llentab har ett patent på hur de uppför byggnaden, de bygger taket på marken för att sedan lyfta upp det med ett så kallat hydraulmontage, se figur 13. Vilket enligt Llentab Group säkrar byggprocessen samt blir mer kostnad- och tidseffektivt. Figur 13. Hydraulmontage Kartläggning av marknad För att svara på var den mobila fabriken kan ha störst efterfrågan har vi först kartlagt de leverantörer av plattbärlag som är i drift i Sverige idag. Här kan man se att majoriteten av alla leverantörer finns i Mellansverige och södra Sverige, se figur 15. Norr om Umeå finns endast en fast prefabfabrik som tillverkar plattbärlag, se figur 14. Detta är självklart ingen slump eftersom befolkningstätheten och därmed byggfrekvensen är betydligt högre i södra Sverige. Men faktum kvarstår att vid byggnation med prefabelement i norra delar av Sverige kan transportsträckan för elementen bli kostsam. Ett bygge i Kiruna med prefabricerade plattbärlag med närmaste fabrik i Haparanda skulle innebära en transportsträcka på nästan 37 mil och 5 timmar enkel väg (Eniro, vägbeskrivning). Skulle man uppföra den mobila fabriken i Kiruna behöver man fortfarande transport av material, men då materialförsäljare finns mer tillgängligt kan man minska transportavståndet. Närmaste betongleverantör finns ca 12 mil bort (Eniro, Betong) och armering finns att tillgå i Kiruna (Eniro, Armering). Avsaknaden av fabriker i norr kan även leda till en osund konkurrens och att plattbärlagen blir dyra. Ericsson, platschef på TMC Betongelement, tror dock inte att de minskade transportsträckorna är tillräckligt motiv för att uppföra en mobil prefabfabrik. Han nämner i samma intervju att de köper in armeringsstål ifrån hela världen bland annat ifrån Tyskland och Italien. Detta tyder på att pris och kvalitet på materialet verkar går före samarbete med lokala resurser, minskade transportsträckor och därmed också minskat koldioxidutsläpp. I intervjuer vi har haft med platschefer på entreprenörföretag pekar det på att det idag är vanligt att entreprenörer väljer prefabricerade element före platsgjutning då man bygger i tätbebyggt område. 27

34 Anledningen är formar som inte används tar upp mycket plats och det går därför smidigare när man får element levererade och med hjälp av en kran monterar upp dem samma dag. Jansson på Peab fortsätter Vi har nästan helt valt bort platsgjutning på grund utav att det blir mer hantering, mer tidkrävande och även mer fysiskt krävande. Sedan blir krantiden för stombygget kortare och den kan istället användas av underentreprenörer som behöver den (Jansson, pers. komm, BAS-U på PEAB). I tätbebyggt område skulle den mobila fabriken i många fall behöva placeras en bit bort ifrån byggarbetsplatsen på grund utav det utrymme den kräver, detta skulle innebära att transporten blir nödvändig och vinstmarginalen blir mindre. I en intervju med Lennart Andersson, Platschef NCC säger han att konceptet skulle kunna vara konkurrenskraftigt vid större projekt som gör det värt att montera upp dessa mobila prefabfabriker. Figur 14. På bilden ser vi Sverige norr om Örnsköldsvik, de två röda cirklarna visar fyra fabriker som tillverkar plattbärlag, (de gula markeringarna är företag som är förknippade med byggbranschen men inte leverantörer av plattbärlag) Hämtad från Eniro.se 28

35 Figur 15. På bilden ser vi Sverige söder om Örnsköldsvik, de gula markeringarna visar leverantörer av plattbärlag, Hämtad från Eniro.se Tyngdpunktsmetoden kan vara ett bra sätt ta hjälp av för utplacering av mobila prefabfabriken om det inte finns något bygge som behöver hela dess behov. Detta skapar ett mer flexibelt system för den mobila prefabfabriken och skapar då ett mer konkurrenskraftigt koncept. Tyngdpunktsmetoden är ett sätt för att minska det totala transportarbetet på. Om det är som så att den mobila fältfabriken använder denna metod kan det ses som att det inte blir någon skillnad i jämförelse med en stationär prefabfabrik. Detta stämmer inte eftersom väntetiderna fortfarande förkortas för entreprenören och chansen att det ska finnas en stationär prefabfabrik där tyngdpunkten hamnar är liten. I tyngdpunktsmetoden beräknas med hjälp av ett diagram (se figur 16)en placering av en mobil prefabfabrik vilket tar hänsyn till flera byggens behov av plattbärlag och kostnaden för transporten. 29

36 Figur 16. Diagram för tyngdpunktsmetoden, källa: föreläsningsmaterial tillhörande Almssad, Universitetslektor Ett rutnätsmönster skapas för att sedan räkna ut var den mobila prefabfabriken får minimala transporter. X = Y= Detta är alltså x- och y kordinater. V = Behov av plattbärlag på bygget [m 2 /vecka] T = transportkostnad [kr/m 2 ] X = Position var bygget befinner sig horisontellt [mil] Y = position var bygget befinner sig vertikalt [mil] 30

37 3.3.5 Ekonomi och enhetstider Löpande kostnader: Enligt Eriksson. N (Skandinaviska Byggelement) har de 48 stycken formar i produktionen. Antal personer som jobbar där är 10 stycken per skift. Det innebär att varje form behöver: 0,21 personer. Det tillverkas 2 formar i taget i den mobila prefabfabriken, alltså behövs det 0,21*2 = 0,42 personer om vi antar att den mobila prefabfabriken är lika effektiv som deras. Detta antagande stämmer dåligt överrens med verkligheten eftersom man i Skandinaviska Byggelements fabrik i Katrineholm använder fler automatiska maskiner vid tillverkningen än det kommer att användas i den mobila prefabfabriken och antas därför producera något snabbare (Youtube, Skandinaviska byggelement). Ett mer rimligt antagande resulterar i 3 yrkesarbetare totalt för tillverkning av plattbärlag. Lönen för armerare 330 kr/h och för formsättare 330 kr/h (Eiderbrant. H och Blomqvist. A 2010). Eftersom det måste tillverkas mycket armeringsnät är ett rimligt antagande att det kommer behövas 2 stycken armerare och troligen 1 formsättare. Medellönen hamnar på 330 kr/h och det är denna siffra som kommer användas i vidare uträkning. Enligt Eriksson behövs det 0.15 mantimmar/m 2 för en tunnvägg på ett fast bord. Denna siffra kommer att användas som ungefärlig enhetstid även för plattbärlagen eftersom man här arbetar mer manuellt än många tillverkare av plattbärlag och därför mer likt arbetssättet som är tänkt i den mobila prefabfabriken. Detta innebär att 1 m 2 plattbärlag kostar 0,15 * 330 = 49,5 kr/m 2 i löner. Enhetstider: Ett plattbärlag är 8 * 2,4 m = 19,2 m 2, detta innebär med 0,15 mantimmar/m 2 att det tar 19,2 * 0,15 = 2,88 mantimmar. Detta blir då på 3 man = 0,96 timmar per plattbjälklag. Om det är 8st plattbärlag som ska tillverkas innan härdning ger det en totaltid innan härdning kan påbörjas på 8 * 0,96 = 7,68 timmar. Enligt Boverkets handbok om betongkonstruktioner 2004 ska ett betongelement vid leverans ha en hållfasthet på minst 70 % för att vara säkert att belasta. Enligt uträkningar tar det för betong med hållfasthetsklassen C30/37 (max vct-tal på 0,55) 70,5 timmar att komma upp i 70 % hållfastighet. Detta inberäknar 15 timmar i härdningskammaren i 40 C och 55,5 timmar ute (Bilaga 4). Enligt Eriksson behöver betong på vct = 0,38, 10 timmar i 40 C värme för att uppnå 70 % hållfastighet. Eftersom detta fungerar enligt erfarenhet får vi en bekräftelse på att den mobila 31

38 prefabfabriken kan härda plattbärlagen över natten till 70 % hållfastighet så att dessa plattbärlag kan användas dagen efter. Uppförandetiden för etablering och avetablering av fabriken ligger enligt Skywell på ca 4.5 veckor vardera. Detta innefattar stommen, tak och sandwichelement som klimatskal. Innan etableringen måste en betongplatta gjutas, denna ska vara färdig 1 vecka innan konstruktionen uppförs, enligt anvisningar ska beställaren stå för detta. Det innebär att den totala etableringstiden för fabriken skulle ta ca 5,5 veckor. Materialkostnader: Kostnaden för betong ligger runt kr/m 3 (Eiderbrant. H & Blomqvist. A 2010). Eftersom användning av snabbhärdande betong kommer användas blir denna siffra lite högre men detta tas inte hänsyn till i uträkningen. Om det är en hel form som gjuts, alltså 0,05 * 8 * 2,4 = 0,96 m 3 blir kostnaden för betong * 0,96 = 1 171,2 kr per plattbärlag (eller = 61 kr/m 2 ). Enligt Eriksson ligger kostnaden för armering på 15 kr/kg. Det kommer behövas 4-5kg/m 2 armering i plattbärlagen. Vi kommer använda oss av 5 kg för att få ett maxvärde. Detta resulterar i 15 * 5 = 75 kr/m 2 Sammanlagt för betongen och för armeringen resulterar det i: = 136 kr/m 2 Kostnader för verktyg kommer tillkomma, men den har försummats i denna uträkning på grund utav svårigheten att uppskatta och att det är en förhållandevis liten extrakostnad. Sammanlagt med löner för 3 yrkesarbetare och materialkostnader hamnar resultatet på ,5 = 185,5 Kr/m 2 Den mobila prefabfabriken har en produktionskapacitet på: 2,4 * 8 * 8 = 153,6 m 2 plattbärlag per dygn, där 2,4 m är bredden och 8m är längden och 8 är antal formar. Om kostnaderna jämförs med Abetongs siffra på 305 kr/m 2 och den mobila prefabfabrikens på 185,5 kr/m 2 hamnar en förtjänst på ,5 = 120 kr/m 2 plattbärlag. 32

39 Etableringskostnader: Bygglov, eventuell markhyra, vatten- och elkostnader etc. De delar som tagits hänsyn till i uträkningen för etablering/avetablering är: Stomme (inkl. upplag för traversbanebalk) och isolering Skenor för form i härdningskammare Travers Vibrationsbord Formbord Värmeaggregat Sprinklerssystem Etableringskostnaderna kommer i hög grad påverka om den mobila prefabfabriken blir lönsam eller inte. Vi har dock tagit hjälp av diverse aktörer som jobbar inom branschen för att få ungefärliga siffror. Följande siffror har fåtts via telefonintervjuer: Enligt Hellqvist (pers. komm), JMK Lyftdon, skulle en traversinstallation kosta ca kr. 2 st kostar kr Enligt Ericsson skulle installationskostnader för elvibratorer (8 st) kosta ca Det behövs 2 uppsättningar vibrationsstationer så det kostar totalt kr Vid antagande att avinstallationer kostar lika mycket som att installera landar installationskostnader för travers och elvibratorer på ( )*2 = kr. Etablering och avetablering av stomme (inkl. upplag för traversbanebalk) och isolering kommer enligt offerten från Llentab kosta omkring kr. Montering och demontering är svår att uppskatta och få en siffra på för följande: Skenor för form i härdningskammare Formbord Värmeaggregat Sprinklerssystem Om antagandet på ett maxvärde att dessa monteras/demonteras för kr hamnar den totala kostnaden för etablering och avetablering på = kr. Totala etableringskostnader: kr 33

40 Investeringskostnader (inköpskostnader): Enligt Eriksson kostar ett formbord i stål ca styck, vi kommer behöva 8 stycken vilket resulterar i kr. Traversen som används kommer att kosta 1,5 miljoner kr styck, för 2 stycken kommer det alltså behövas kr. Detta värde är ungefärligt då Megfält gjorde en grov uppskattning av kostnaden. Eftersom han behövde i stort sett hela konstruktionen för att få exakta priser så använder vi oss av denna siffra för att få ett maxvärde. Denna siffra på kr uppskattas innefatta lyftverktyg för lyftning av form till härdningskammare. Enligt Hellqvist krävs det en HEB 250-balk för upphängning av travers, detta var en uppskattning och därför använder vi en HEB 280-balk för att vara på säkra sidan. Dessa kostar kr/m och finns i en spännvid på 15,1 m. detta blir då en totalkostnad på kr (Be Group Sverige AB). Kostnaden för stomme med isolering, port med dageröppning och upplaga på pelare för traversbalk landar på kr enligt Skywell Vid vibrationsstationerna (2 st) behövs det 8 stycken elvibratorer per station, dessa kostar enligt Ericsson ca kr styck. Totalkostnaden för dessa blir då kr. Investeringskostnaden för sprinklersystem och värmeaggregat försummas på grund utav att dessa kostnader i förhållande till den totala investeringskostnaden troligen inte blir så stora. Investeringskostnaderna som tas med i uträkningen är: Formbord = kr Traverser (2 stycken) inklusive lyftverktyg för lyftning av form till härdningskammare = kr HEB balk till travers (2 stycken) = kr Stomme = kr. Vibrationsstation (2 stycken) = kr Totala investeringskostnaden = kr. Drift och underhållkostnader: Ett antagande har gjorts att 1 % av investeringskostnaderna är drift och underhållskostnader per etablering och avetablering. Drift och underhållskostnader blir då: /100 = kr per etablering 34

41 Vinstuträkning per etablering/avetablering per projekt: Antal m 2 plattbärlag som behöver produceras för vinst: Etablering och avetablering kostar kr Vinsten som fås i en jämförelse med Abetong blir 120kr/m 2. 1 % av investeringskostnaden är /100 = kr Alltså blir gränsen för att projektet ska gå i vinst: etablering och avetablering. = m 2 plattbärlag per Livslängd: Det vi har fått reda på är en ungefärlig livslängd på: Enligt Megfält har traverserna en livslängd på omkring 30 år Enligt Skywell har stomkonstruktionen livslängd på omkring 30 år Då dessa är två utav de största kostnaderna har vi också antagit en livslängd på 30 år för hela den mobila prefabfabriken. Avtjäningstid: Antaganden: Fabriken är etablerad på samma byggarbetsplats i 1 år innan den avetableras och flyttas till ett nytt bygge. Hela den mobila fabriken har en livslängd på 30 år Hur mycket måste den mobila prefabfabriken producera per etablering för att tjäna in dess utgifter? Indata: Investeringskostnad för den mobila fabriken är kr. Vinsten som fås i en jämförelse med Abetong blir 120kr/m 2 plattbärlag. 35

42 Produktion som krävs för att betala av etablering- och avetableringskostnader är m 2 plattbärlag per etablering. Rimlig avbetalning på investeringskostnaden per år blir då: etablering. = kr per år och Kvadratmeter plattbärlag som behöver tillverkas för att göra en förtjänst på kr: = m 2 plattbärlag måste produceras per år utöver den mängd som krävs för att täcka etablering- och avetableringskostnaderna. För att betala av etablering-,avetablering- och investeringskostnader per år: =9 537 m 2 plattbärlag Alltså måste den mobila prefabfabriken producera minst ca m 2 plattbärlag per etablering för att det ska bli mer lönsamt än att köpa färdiga plattbärlag från Abetong. För att få en uppfattning på hur ofta fabriken skulle kunna bli användbar kan man enligt Karlsson (pers. komm), arbetschef på PEAB, säga att i region Värmland har i dagsläget Peab i snitt har 1-2 projekt per år på denna storlek där markutrymme för fabriken finns att tillgå. Viktigt att tillägga är att det idag byggs lite flerbostadshus, konceptet skulle få en större marknad vid högkonjunktur då det byggs mycket. Den totala investeringskostnaden hamnar på kr. Förtjänsten per m 2 plattbärlag hamnar på 120 kr/m 2. Produktionskapaciteten är 153,6 m 2 plattbärlag per dygn. Detta innebär att fabriken måste tillverka totalt investeringskostnaderna. = m 2 för att tjäna in Det tar = 52 arbetsdagar att tillverka m 2 plattbärlag. Det krävs att fabriken har full produktion i 52 arbetsdagar för att täcka kostnaden för etablering, avetablering, drift och underhåll. Efter dessa arbetsdagar börjar investeringskostnaden för fabriken att intjänas. 36

43 4. Resultat 4.1 Fabrikens utformning Den mobila prefabfabriken kommer att ta upp ca 200 m 2 markyta (20 m x 10 m). I fabriken kommer det förtillverkas plattbärlag med standardmått 8x2,4 m. Huvuddelarna består av: Stomkonstruktion i galvat stål 8 stycken formbord 2 stycken traversbalkar 2 stycken traverser 2 stycken vibrationsstationer Lyftverktyg för lyftning av form till härdningskammare Sprinklersystem Värmeaggregat Den mobila kommer att delas upp i 2 lika stora delar, där den ena innefattar 2 härdningskammare och den andra 2 arbetsstationer med formbord och vibrationsstationer, se figur

44 Figur 13. 3D-skiss över den färdiga idén på den mobila prefabfabriken. Härdningskammaren kommer ha en värmekapacitet på 40 C, en del av värmen kommer från härdningsreaktionen från betongen och en del kommer från ett värmeaggregat. I härdningskammaren kommer det vara monterat sprinklers som förser plattbärlagen med fukt för att inte spricka under härdningen eftersom de torkas ut väldigt i den processen. Sprinkerhuvudena kommer att monteras på väggarna istället för tak i respektive härdningskammare för att komma åt att bevattna samtliga plattbärlag. I härdningskammaren kan det förvaras 4 plattbärlag på höjden i respektive kammare, alltså sammanlagt 8 stycken åt gången. 3 formbord kommer att vila i respektive kammare medan ett formbord per station (2 stycken) kan gjutas och armeras. När formborden är gjutna, armerade och vibrerade lyfts de med hjälp av en travers och lyftverktyg (se figur 10) in i respektive kammare för härdning och 2 tomma formar tas ut för gjutning. När alla 8 formbord är färdiga och redo för härdning stängs den isolerade porten mellan kammare och arbetsrum, se figur 12. Värmeaggregatet sätts på i härdningskammare och härdningen kan börja. Härdningen börjar och håller på över natten för att avslutas nästa dag 07.00, härdningsprocessen håller alltså på i totalt 15 timmar. Betongen köps färdigblandad från närmaste betongleverantör. Den förs in i fabriken genom dageröppningarna på respektive sidor av fabriken och pumpas in i formarna med slangar. Portarna är placerade längs långsidorna av fabriken för att trucken skall ha möjlighet att efter avformning komma åt att lyfta av formarna. Då gafflar på trucken inte är så långa skulle jämnvikt inte kunna uppnås vid ett lyft från formbordets kortsida. Det färdighärdade plattbärlaget lyfts sedan ut för lagring förslagsvis någonstans på arbetsplatsen inom räckhåll för kranen som sedan lyfter plattbärlaget till monteringsplatsen. Detta innebär att en lastbilstransport av plattbärlagen inte blir nödvändig. 38