Prefabricerad produktion med betongelement. Examensarbete. Västerås En Kostnadsutvärdering. mellan prefabricerad och platsbyggd produktion

Transkript

1 Mälardalens Högskola Västerås 2008 Civilingenjörsprogrammet Institutionen för samhällsteknik Examensarbete Prefabricerad produktion med betongelement En Kostnadsutvärdering Utfört av: Erik Danielsson Hans Robertsson mellan prefabricerad och platsbyggd produktion Handledare: Jonas Lundh Bo Karlsson Examinator: Torbjörn Johansson

2 Erik Danielsson & Hans Robertsson Institutionen för samhällsteknik Mälardalens högskola Högskoleplan Västerås Tryckt i Sverige, Västerås

3 Förord Denna rapport omfattar ett examensarbete på 30hp inom Samhällsteknik, Civilingenjörsprogrammet på Mälardalens högskola i Västerås. Under en sex månaders period har vi åt NCC och för vår egen del arbetat fram denna rapport som avser utvärdera den prefabricerade mot den platsbyggda produktionen idag. Den centrala delen och fördjupningen har varit en kostnadsutvärdering mellan ett idag platsbyggt flerbostadshus och ett likadant flerbostadshus fast med en hög grad av prefabricering. Utfallet av studien kan komma att ligga till grund för NCC s val av byggnadssystem för kommande kajhus ute på Östra hamnen i Västerås. Vi vill tacka Bo Karlsson som gett oss möjligheten att få göra examensarbetet på NCC. Våra handledare på NCC Jonas Lundh och Crister Markusson. Vi vill även passa på att tacka Lars Karpelin, Göran Lundström, Stig Sjögren, Jörgen Sigurdsson som tillfört intressanta åsikter och inspiration till arbetet. Erik Danielsson & Hans Robertsson December 2007, Västerås 2

4 Abstract Prefabricated production a cost evaluation By: Danielsson, E & Robertsson, H A problem with the prefabricated production is that many actors in the building industry don t know specific benefits or limits within the method. To consider which alternative of prefabricated or on-site production that is the most cost efficient for a project is not obvious. This thesis will shed the lights over these problems of a prefabricated production. The aim of this work is to create a basis for NCC, and the purpose is to describe which of prefabricated or on-site produced production is most cost efficient for the two buildings Kajhus no.6 and no.7 in Östra Hamnen, Västerås. Our purpose is to learn by the process through the whole investigation to the final result and to build a contact network in the building industry through the project. The first part of this work is a literature study by the topic of prefabricated production. The gathered literature has been special literatures and various internet sites. Next step of this investigation was interviews of active persons in the building industry. The main reason was to get a better understanding of the benefits and the limits of a prefabricated production and also to be a complement to the literature study. The interview questions were not directed to a specific answer. The extensive investigation in this work is the cost evaluation. The basis for the investigation has been: drawings, time schedules and calculations for Kajhus no. 4 and no. 5. The cost evaluation has mainly been performed with extensive analyses of the calculations and fruitful conversations with NCC s staff, the business manager, the head of contractor and the calculator. The result of this study shows that building Kajhus no. 6 and no. 7 with prefabricated elements gives a saving of a four per cent compared to a traditional on-site production. The main part of this saving is the reduction of 17 per cent for the building time. Keywords: Prefabricated production, Prefabricated elements, Cost evaluation. 3

5 Sammanfattning Prefabricerad produktion En kostnadsutvärdering Av: Danielsson, E & Robertsson, H Ett problem med prefabricerad produktion är att många aktörer i byggnadsbranschen inte känner till alla möjligheter och begräsningar med denna metod. För att välja byggnadsmetod, prefabricerad eller platsbyggbyggd produktion är det inte alltid enkelt och avgöra vilket som är mest kostnadseffektivt för ett specifikt projekt. Detta examensarbete belyser fördelar och begräsningar med en prefabricerad produktion. Syftet med detta examensarbete är att skapa ett underlag för NCC s bedömning av vilket byggnadssystem, prefab eller platsbyggt som lämpar sig för 2st flerbostadshus i Östra hamnen, Västerås. För vår egen del är också syftet att lära oss av processen fram till själva slutresultatet samt att knyta kontakter under projektets gång. Första steget för detta arbete har varit en litteraturstudie om ämnet prefabricerad produktion. Den inhämtade litteraturen har varit såväl böcker från bibliotek, facklitteratur, samt digitala Internetkällor. Därefter har intervjuer genomförts med olika personer i branschen. För att skapa en bred förståelse för de möjligheter och begräsningar som finns vid en prefabricerad produktion. Intervjufrågorna har utformats öppna och inte styrda åt något håll. Den stora fördjupningen, kostnadsundersökningen har tagit utgångspunkt i studier av ritningar, tidsplaner och kalkyler för Kajhus 4 & 5. Genom djupgående analyser av främst kalkyler och givande samtal med bl.a. affärschef, entreprenadchef och kalkylator har kostnadsundersökningen kunnat genomföras. Resultatet av denna undersökning har visat att ett byggande av Kajhus 6 & 7 med prefabricerade element ger en besparing på fyra procent jämfört med traditionellt platsbyggd produktion. Anledning är främst en minskad byggproduktionstid med 17 procent. Nyckelord: Prefabricerad produktion, Prefabricerade element, Kostnadsutvärdering. 4

6 Innehåll Förord... 2 Abstract... 3 Sammanfattning... 4 Innehåll Inledning Bakgrund Syfte Avgränsningar Metod Disposition Historik Ökad prefabricerad produktion i framtiden Ökad industrialiserad platsbyggd produktion i framtiden Formsättning Armering Plattbärlag Detta talar för platsbyggt Öppna & Slutna system Utveckling Koppling till bilindustrin Standardisering Måttstandard Anslutningar mellan element Arkitektur och estetik

7 3.1 Bakgrund Betongelementindustrin Begränsningar Entreprenadformer Totalentreprenad Utförandeentreprenad Mycket delad entreprenad Delad entreprenad Generalentreprenad Samordnad generalentreprenad Funktionsentreprenad Partneringentreprenad Projektering Projektering med prefabricerad stomme Samordning av moduler Standard Projekteringsarbetet och förfrågningsunderlag Att beakta innan projekteringen Ekonomiska aspekter vid val av stomme Ta med kostnader i en jämförande kalkyl Byggplatsomkostnader Kapitalkostnader Vinter meromkostnader Stomsystem Prefabricerade betongelement Väggar

8 7.1.2 Bjälklag Helprefabricerade lösningar Halvprefabricerade betongelement Bjälklag och väggar Arbetsmiljö Arbetsmiljöplan Arbetsmiljö på byggarbetsplasten Arbetsskydd och ergonomi Fördelar med elementbygge Samverkan för en bättre arbetsmiljö Betongens miljöpåverkan Livscykelanalys Drivkrafter för logistikutvecklingen i svensk byggindustri Internationella inköp Material och tjänst Arbetsmiljö Förändrade roller i det industriella byggandet Fastighetsägare och byggherrar Arkitekten Konsulten Byggentreprenören Intervjuundersökning Intervjumetodik Intervjuformer Utformning av intervjufrågor Frågeordning

9 Dokumentation Resultat Kostnadsutvärdering Beskrivning av objekt Omfattning Omfattning Reservationer Övrigt Gemensamma kostnader Tjänstemannakostnader Mängdkostnader Mängdkostnadstimmar Resultat Anbud nr Omfattning Reservationer Övrigt Gemensamma kostnader Tjänstemannakostnader Mängdkostnader Mängdkostnadstimmar Resultat Diskussion och slutsatser Sänkta kostnader i ett prefabricerat byggande Fördelar för arbetsmiljön Begränsningar i ett prefabricerat byggande

10 14.4 Fler prefableverantörer behövs I vilka fall anses ett prefabricerat byggande särskilt motiverat Prefab eller platsbyggt byggande i framtiden? Utvärdering av metod Förslag till fortsatta studier i ämnet Summary Referenser Litteratur Facklitteratur Personliga kontakter Övriga referenser Bilagor

11 1 Inledning 1.1 Bakgrund Ett växande problem i framförallt storstäder idag är att bostadspriser på marknaden haft en genomgående trend att öka under de senaste åren. En konsekvens för byggnadsmarknaden har kommit att bli att byggnadsföretagen därför främst inriktat sig på att bygga exklusivare och dyrare bostäder i storstäder 1. Hur ska då folk med en normal månadsinkomst ha råd att bo attraktivt utan subventioner? Svaret ligger i att byggnadsbranschen måste bli mer kostnadseffektivt än idag. En stor och viktig utmaning blir därför att effektivisera och förnya byggandet som idag upplevs väldigt traditionellt 2. Detta även med anledning av den bostadsbrist som råder i landets större städer exempelvis Stockholm och Göteborg. Effektivisering i byggandet handlar om att tillämpa nya metoder och lösningar på byggandet idag för att uppnå ekonomiska och tidsmässiga vinster. Sådana metoder och lösningar tar sig ofta uttryck i begreppet prefabricering som Nationalencyklopedin definierar enligt följande: förtillverkning av delar på annan plats än där den färdiga produkten tar form 3. Det handlar således om en kontrollerad tillverkning av byggnadselement i fabrik istället för i det traditionella byggandet där dessa tillverkas och gjuts på byggnadsarbetsplatsen. En sådan prefabricerad byggnad brukar även kallas elementbyggnad och definieras enligt Nationalencyklopedin enligt följande: En byggnad som består av förtillverkade, prefabricerade byggnadselement, tillverkade på ett annat ställe än i sitt slutliga läge. Delarna elementen monteras sedan ihop till en byggnad på byggnadsplatsen 4. Byggnadselementen monteras således ihop på byggnadsarbetsplatsen varför standarder för anslutningar och mått är särskilt intressanta i sammanhanget. I dagens läge är det vanligt med slutna kompletta företagsegna byggsystem där anslutningar bara är kompatibla med varandra. Våra nordiska grannländer, framförallt Finland däremot använder sig av mer öppna byggnadssystem med standardiserade anslutningar 5. 1 Fernström, G & Kämpe, P (1998) Industriellt byggande växer och tar marknad, Stockholm 2 Fernström, G & Kämpe, P (1998) Industriellt byggande växer och tar marknad, Stockholm 3 Nationalencyklopedin, (2007) 4 Nationalencyklopedin, (2007) 5 Adler, P (2005) Bygga industrialiserat, Lund 10

12 1.2 Syfte Syftet med detta examensarbete är att skapa ett underlag för NCC s bedömning av vilket byggnadssystem, prefab eller platsbyggt som lämpar sig för 2st flerbostadshus i Östra hamnen, Västerås. För vår egen del är också syftet att lära oss av processen fram till själva slutresultatet samt att knyta kontakter under projektets gång. 1.3 Avgränsningar Denna rapport inriktar sig på att utreda de möjligheter och begränsningar en prefabricerad produktion medför. Fördjupningen innefattar en utvärdering av vilken typ av produktion, platsbyggt eller prefabricerat som innebär lägst produktionskostnad. Kostnadsundersökningen begränsar sig således till att utvärdera produktionskostnader det vill säga arbetsplatsomkostnader, tjänstemannakostnader och mängdkostnader. Kostnader för planering, projektering eller drift ingår således inte i denna rapport. Det bör tilläggas att kostnadsundersökningen avser ett specifikt projekt där två stycken flerbostadshus i Västerås har utvärderats. Således utgör inte resultatet en generell statistik som kan tillämpas för andra projekt som till exempel berör industrihallar, kontor. 11

13 1.4 Metod Första steget för detta arbete har varit en litteraturstudie om ämnet prefabricerad produktion. Den inhämtade litteraturen har varit såväl böcker från bibliotek, facklitteratur, samt digitala Internetkällor. Därefter har intervjuer genomförts med olika personer i branschen. För att skapa en bred förståelse för de möjligheter och begräsningar som finns vid en prefabricerad produktion. Intervjufrågorna har utformats öppna och inte styrda åt något håll. Den stora fördjupningen, kostnadsundersökningen har tagit utgångspunkt i studier av ritningar, tidsplaner och kalkyler för Kajhus 4 & 5. Genom djupgående analyser av främst kalkyler och givande samtal med bl.a. affärschef, entreprenadchef och kalkylator har kostnadsundersökningen kunnat genomföras. 1.5 Disposition Kapitel 1 I Detta kapitel beskriver det problem som finns i den svenska bostadsproduktionen samt historiken bakom ett prefabricerat byggande. Kapitel 2 Kapitel 3 Kapitel 4 Kapitel 5 Detta kapitel behandlar standardiseringen kring prefabricerade byggnadssystem. Utvecklingen mot slutna eller öppna system. Detta kapitel behandlar de olika möjligheter och begränsningar som finns för en god arkitektur vid ett prefabricerat byggande. Detta kapitel behandlar en sammanfattning, fördelar och nackdelar av olika entreprenadformer. Detta kapitel behandlar projektering i samband med prefabricerad stomme. Modulsamordning, standard med mera. Kapitel 6 Detta kapitel beskriver hur ekonomin spelar in vid val av Stomme. Vidare beskriver kapitlet kostnader som kan inbesparas genom att välja en prefabricerad stomme. 12

14 Kapitel 7 Detta kapitel beskriver stomsystem och de prefabricerade betongelement som kan användas vid ett prefabricerat byggande. Kapitel 8 Kapitel 9 Detta kapitel beskriver arbetsmiljöaspekter vid ett prefabricerat byggande. Detta kapitel beskriver betongens fördelar med avseende på miljöaspekter. Kapitel 10 Detta kapitel beskriver hur logistikplanering, internationella inköp blir viktigt för att spara kostnader i det prefabricerat byggande. Kapitel 11 Kapitel 12 Detta kapitel beskriver hur det industriella byggande påverkar olika aktörers roller som byggherre, arkitekt, konsult och byggnadsentreprenör. Detta kapitel redovisar ett komplement till det litterära i rapporten. Här redovisas intervjumetodik och de resultat som erhållits av intervjuer. Kapitel 13 Detta kapitel redovisar fördjupningen i examensarbetet. Kostnadsutvärderingen omfattar produktionskostnader för ett prefabricerat respektive platsbyggt alternativ för flerbostadshusen i Östra hamnen, Västerås. Kapitel 14 Kapitel 15 Kapitel 16 Kapitel 17 Detta kapitel redovisar slutsatser av rapporten med huvudsaklig inriktning på kostnadsutvärderingen. Detta kapitel redovisar en engelsk sammanfattning på hela rapporten. Detta kapitel redovisar de referenser som rapportens innehåll grundar sig på. Detta kapitel innehåller kalkyler, beräkningar och sammanställningar på kostnadsutvärderingen. 13

15 1.6 Historik Idéer om en effektivisering av byggandet uppkom i Sverige under 1940-talet efter andra världskriget. De kommunala bostadsbolagen började då aktivt söka efter metoder för att mer effektivt kunna styra och driva bostadsprojekt i egen regi. Detta föranleddes av de höga kostnader och kartellbildning som bidragit till problem i byggnadssektorn under denna tid påbörjades ett omfattande standardiseringsarbete med stort engagemang från framförallt arkitekternas sida då Byggstandardiseringen, BST kom igång genom ett anslag från SIS. En modulutredning påbörjades och resultatet blev 10-centimetersmodulen, 1M som gav upphov till att Sverige hamnade i en tätposition för standardisering och industrialisering av bostadsbyggandet 6. Vid andra världskrigets slut 1945 stod stora delar av Europa i ruiner och behov av nya bostäder var ett faktum. Miljontals nya bostäder behövdes och det var stor brist på både arbetskraft och byggnadsmaterial. En Utveckling mot ett effektivt byggande var nu i stort behov och detta främjade det industriella byggandet som kom till redan på 1950-talet 7. Denna utveckling mot ett industrialiserat bostadsbyggande stöttades av det statliga lånetak som infördes 1955 i syfte att hålla nere produktionskostnader för byggandet. Eftersom lånevillkoren var förmånliga för en storskalig produktion söktes lånen för många lägenheter i taget inrättades ett produktionsråd för rationaliseringsfrågor. De kommunala bostadsbolagen, Svenska bostäder i Stockholm och bostadsbolaget i Göteborg hade stor betydelse för denna utveckling. Bostadsbolaget hade redan under denna tid flerbostadshus med stora inslag av volymelement 8. Under 1950-talet uppmärksammades bostadsbristen i Sverige varför en massiv bostadsproduktion inleddes under 1960-talet under det så kallade miljonprogrammet. Miljonprogrammet ledde till att en prefabricerad produktion med främst inslag av betongelement fick ett kraftigt uppsving. Denna massproduktion av bostäder gav negativa konsekvenser i form av det många upplever idag som gråa betongförorter där brister i kvalité och boendemiljöer förekommer 9. Figur: Miljonprogrammets flerbostadshus Fernström, G & Kämpe, P (1998) Industriellt byggande växer och tar marknad, Stockholm 7 Adler, P (2005) Bygga industrialiserat, Lund 8 Fernström, G & Kämpe, P (1998) Industriellt byggande växer och tar marknad, Stockholm 9 Fernström, G & Kämpe, P (1998) Industriellt byggande växer och tar marknad, Stockholm 10 Figur: Miljonprogrammets flerbostadshus, Tillgänglig digitalt: 14

16 Efter miljonprogrammet kom utvecklingen av det industriella byggandet att stå mera still för Sveriges del än våra grannländer. Anledningen till detta tyder mycket på att miljonprogrammet fått det industriella byggandet att framstå i dålig dager. Medan våra grannländer kommit att satsa på öppna byggnadssystem för flerbostadshus har Sveriges framgång främst legat i en prefabricerad produktion av småhus och villor Ökad prefabricerad produktion i framtiden Det finns aktörer på byggnadsmarknaden som pekar på stora fördelar med en ökad prefabricerad produktion i framtiden. Ur en samhällsaspekt har en prefabricerad produktion till följd att priser för bostäder och bostadshyror bli lägre. Således kan fler bostäder byggas i attraktiva lägen och bostadsbristen motverkas. Ur en miljöaspekt innebär den prefabricerade produktionen en enklare återvinning av byggnadsmaterial. Detta genom att byggnadselementen lättare kan demonteras än vid motsvarande platsbyggd produktion. Vidare medför prefabricering mindre spill och svinn på byggarbetsplatsen 12. I en arbetsmiljösynpunkt medför en prefabricerad produktion färre arbetsplatsolyckor pga. att stora delar av arbetet sker i industrin med en mer utvecklad säkerhet 13. En prefabstomme färdigställs på mindre än halva tiden jämfört med en platsbyggd stomme. Detta innebär också att huset blir tätt tidigare och andra invändiga arbeten kan påbörjas och således blir också byggtiden kortare, med en tidigare inflyttning Ökad industrialiserad platsbyggd produktion i framtiden Det finns också aktörer på marknaden som menar att flerbostadshusens enkla konstruktion gör det betydligt mer fördelaktigt att platsgjuta mot att använda prefabricerade element. Byggnadsbranschen har ofta förknippats med ett konservativt synsätt, man bygger i princip som man alltid gjort. I och med krav på lägre produktionskostnader, kortare byggtider, felfria produkter och med längre garantitider finns det anledning att förbättra och utveckla byggnadsmetoderna. Ett sätt att uppnå kraven kan vara ett industrialiserat byggande. Tolkningen av vad industrialiserat byggande innebär ses ofta på två olika sätt. Vissa drar paralleller till bilindustrin, med upprepningseffekter, hög förtillverkning med avancerade ITsystem som håller reda på hela processen. Andra menar att industrialiserat byggande är en mer rationell och effektiv välplanerad byggprocess, med mindre hantverkare och beslut på byggarbetsplatsen Fernström, G & Kämpe, P (1998) Industriellt byggande växer och tar marknad, Stockholm 12 Fernström, G & Kämpe, P (1998) Industriellt byggande växer och tar marknad, Stockholm 13 Adler, P (2005) Bygga industrialiserat, Lund 14 Skanska Prefab (2006) Funktionella vackra bostäder, Tillgänglig digitalt: 15 Byggkostnadsforum (2005) Industrialiserat byggande en state-of-the-art studie 45.aspx 15

17 Platsbyggd produktion är en väl beprövad metod. Konkurrensen med prefabricerad byggnadsteknik ökar dagligen och har således tillskjutit positiva effekter även till den platsbyggda tekniken. Främst har det inneburit att tekniken har förfinats och rationaliserats. Detta har skett med ett ökat samarbete mellan leverantörer, entreprenörer och projektörer. Effekterna av samarbetet har visat sig vara minskade byggnationstider, arbete och material. Nya tekniker har används inom såväl IT, formsättning, armering och betong. Resultatet av detta har varit en snabbhet och rationalitet i byggandet med platsgjuten betong. I kombination med industriellt förtillverkade komponenter har ett industriellt byggande uppstått, beståendes av 16 : Platsgjutna väggar formsatta med rationella systemformar Platsgjutna bjälklag med kvarsittande form, plattbärlag Prefabricerade armeringsenheter Självkompakterande betong Byggkostnadsforum (2005) Industrialiserat byggande en state-of-the-art studie 45.aspx 17 Byggkostnadsforum (2005) Industrialiserat byggande en state-of-the-art studie 45.aspx 16

18 1.8.1 Formsättning Väggformar som idag används för bostäder monteras snabbt och effektivt. Med normal rumshöjd har antalet formstag rationaliserats till endast en horisontell rad med stag. För att underlätta och effektivisera arbetet är genomtänkta monteringsdetaljer att föredra. Efter gjutning kan formarna plockas ner för att på nytt påbörja med att gjuta nya väggar i endygnscykler. Formarna kan hyras för ett visst projekt 18. Figur: Formsättning Armering Vid användning av så kallade plattbärlag som bjälklag är huvuddelen av armeringen redan integrerad i bjälklaget och innebär att den kompletterande armeringen är minimal. Då armeringen levereras klippt och bockad efter objektets specifika mått sparar man mycket arbete på arbetsplatsen. Med större behov av armering kan s.k. armeringsnät på rulle användas. Armeringsnätet är uppbyggt så att huvudarmering är fastsvetsat med tunna monteringsband av plåt. Figur: Armeringsrullar Bygg & Teknik (2/2007) Industrialiserat platsgjutet byggande 19 Figur: Formsättning, Tillgänglig: Byggkostnadsforum (2005) Industrialiserat byggande en state-of-the-art studie 20 Figur: Armeringsrullar, Tillgänglig: Byggkostnadsforum (2005) Industrialiserat byggande en state-of-the-art studie 17

19 Stängerna dimensioneras och avstånden är inbördes olika beroende av konstruktörens beräkningar. En datorstyrd svets ser till så att armering ligger rätt med hänsyn till håltagningar, förskjutna och anpassade till momentkurvan med rätt dimension och avstånd. Rullarna har endast armering i en riktning och det krävs således två rullar vid en korsarmerad platta. Det är påvisat att metoden är mycket rationell och att tidsåtgången är mindre en än för konventionell armering. Arbetsmiljön har också förbättrats med denna armeringsmetod, då rullarna lyfts med kran och sen rullas ut över bjälklaget 21. Figur: Armeringsnät rullas ut Plattbärlag Plattbärlag tillverkas industriellt på fabrik och består av ett kvarsittande formelement av betong samt underkantsarmering. Betongen tillsammans med de ingjutna stegarna ger en god stabilitet och pågjutningsmöjligheter, stegarna underlättar också transport och montage av plattbärlagen samt ett stöd för eventuellt överkantarmering. Vid tillverkning anpassas också håltagningar, ingjutningsgods med mera för att underlätta och effektivisera arbetet på byggnadsarbetsplatsen. Vid transport anpassas inbördes ordning på lastbilen för att kunna montera plattbärlagen på rätt plats. 21 Bygg & Teknik (2/2007) Industrialiserat platsgjutet byggande 22 Figur: Armeringsnät rullas ut, Tillgänglig: Byggkostnadsforum (2005) Industrialiserat byggande en state-of-the-art studie 18

20 1.8.4 Detta talar för platsbyggt Göran Lundström som har skrivit artikeln menar att en platsbyggd stomme i normalfallet är billigare än en prefabricerad stomme. Därigenom är det heller ingen slump att två utav tre flerbostadshus idag byggs med en platsbyggd stomme. Vidare anser Göran att en platsbyggd stomme medför kvalitativa fördelar 23 : De kvalitativa fördelarna man uppnår med en platsbyggd stomme är att du får tätare mellan väggar och bjälklag i och med att en fog vid ett prefabricerat utförande aldrig kan bli lika tät som när du gjuter väggar och bjälklag ihop. Tätheten har betydelse för både ljud och energihushållning. Bristande täthet medför att uppvärmningen kräver mer energi helt i onödan. Ljudisoleringsproblem är också vanliga när man prefabricerar med till exempel håldäcksbjälklag. Detta medför att man måste stolpa upp ett övergolv och bjälklagshöjden blir högre. Totalhöjden för en byggnad blir i och med detta högre än vid en platsbyggd byggnation. Byggnationen är ofta styrd av planbestämmelser varför detta kan bli en begränsning när man vill ha höga hus i prefab 24. Göran menar också att den platsbyggda stommen är ett mer miljövänligt alternativ genom att transporter blir kortare i och med fler betongstationer. Det finns helt enkelt för få prefabtillverkare därför blir transporter oftast långa när man använder prefab. Vidare är långa leveranstider ett problem, speciellt under nu rådande högkonjunktur Muntlig referens: Göran Lundström, Informatör på Fabriksbetong, Norrtälje 24 Muntlig referens: Göran Lundström, Informatör på Fabriksbetong, Norrtälje 25 Muntlig referens: Göran Lundström, Informatör på Fabriksbetong, Norrtälje 19

21 2. Öppna & Slutna system Öppna system definieras som prefabricerade byggnadssystem där element, komponenter och lösningarna är standardiserade så att de är kompatibla tillsammans. Således kan byggnadselement till ett byggnadsprojekt tillhandahållas av flera olika elementtillverkare på marknaden 26. Genom denna standardisering skapas en konkurrenssituation mellan tillverkare på marknaden som är fördelaktig på flera olika sätt. För det första så pressas priserna för byggnadselementen ned vilket ger en lägre inköpskostnad för byggherren, byggentreprenören. För det andra tvingar en konkurrenssituation mellan tillverkare fram ett större ansvar för leveranser av typen just-in-time. Detta medför att merkostnader för försenade leveranser förebyggs 27. Detta förklaras genom att en annan elementtillverkare kan tillverka resterande byggnadselement för ett visst byggnadsprojekt om inte den ursprungliga elementtillverkaren levererar enligt överenskommelse. Vidare bidrar öppna system till en mer flexibel måttstandard och enkla komponenter vilket gör att arkitekten får verktyg för mer kreativa lösningar 28. Svårigheten för öppna byggnadssystem att slå igenom är att få igång en utveckling och enas om en gemensam standard. Konsulter och prefabtillverkare behöver helt enkelt en samordning sinsemellan i fråga om sammanfogningsteknik och knutpunkter 29. Alla entreprenadformer kan användas vid byggande med öppna system men bäst lämpat är system- eller partneringentreprenader. Vid anbudslämnande i systementreprenaden får byggnadsentreprenören en större frihet att välja sätt att organisera och utföra sin produktion. I upphandling bestäms sedan byggnadssystem men detaljprojektering får byggentreprenören komma med egna förslag på. För slutna system däremot föredrar prefabföretagen att arbeta med totalentreprenader och att samverka direkt med byggherren Utveckling Idag går utvecklingen i Sverige dock mot mer slutna byggnadssystem där komponenter och lösningar enbart refererar till egna företags byggnadssystem. Det vill säga att företag tillverkar helt kompletta egna byggnadssystem och också ofta monterar dessa. Företagen vill inte vara komponenttillverkare utan strävar efter framgångsrika affärshemliga system med stora upprepningseffekter och stora serier 31. Kritik och branschens aktörers strävan efter att bli kostnadseffektivare har väckt intresset att utveckla och förbättra byggnadssystem inom företagen. 26 Fernström, G & Kämpe, P (1998) Industriellt byggande växer och tar marknad, Stockholm 27 Boverket (2006) Bostäder byggda med volymelement, Växjö 28 Fernström, G & Kämpe, P (1998) Industriellt byggande växer och tar marknad, Stockholm 29 Fernström, G & Kämpe, P (1998) Industriellt byggande växer och tar marknad, Stockholm 30 Fernström, G & Kämpe, P (1998) Industriellt byggande växer och tar marknad, Stockholm 31 Boverket (2006) Bostäder byggda med volymelement, Växjö 20

22 Det finns inga särskilda statliga stöd för satsningar på industriellt byggande utan istället stödjer intresseorganisationerna satsningar på olika sätt inom området. Exempel på sådana intresseorganisationer är byggkostnadsforum och BQR, Rådet för Byggkvalitet. En stor inspirationskälla för industriellt byggande anses vara Toyota och lean production 32. Byggnadsentreprenörer motiverar företagsegna slutna system med att om det inte skulle finnas företagsegna byggnadssystem skulle inte något intresse finnas att hålla ihop och effektivisera den industriella byggnadsprocessen. Även om komponenter kan utgå från öppna standarder så menar företagen att delar i byggnadssystemen måste vara entreprenörernas affärshemligheter för att skapa konkurrens och driva utvecklingen framåt 33. I Finland däremot är öppna system betydligt vanligare än slutna företagsegna system 34. Detta beror på att staten tagit ett större ansvar för arkitektoniska kvaliteter i boendemiljöer. Standardiserings- och bostadsbyggnadssystem har utvecklats genom statliga utredningar för hur det industriella byggandet kan möjliggöra efterfrågade boendekvaliteter. Genom statens kontroll av standarder på marknaden har företag blivit tvungna att anpassa sig till öppna system där små aktörer också kan lämna anbud Koppling till bilindustrin Bilindustrin är särskilt intressant att jämföra den ökade prefabricerade byggindustrin med byggsystem som tar sitt uttryck idag. I båda industrierna handlar de om att öka volymer i produktionen genom en standardisering av komponenter för att lönsamheten ska bli högre och att företagen ska överleva konkurrensen på marknaden. Samtidigt är flexibilitet och möjlighet att utforma produkterna individuellt efter kundens önskemål väldigt viktigt. Inom bilindustrin är ett intressant exempel hur SAAB och Opel samverkar genom att ha gemensamma bottenplattor i sina bilar. Faktiskt så är procent av delarna gemensamma i dessa olika bilmärken. Figur: Biltillverkning SBUF (2006) Industriellt byggande teknologisk eller organisatorisk förändring, (Stockholm), Tillgänglig digitalt: 33 Svensk byggtjänst (2006) En idéskrift från svensk byggtjänst om industrialiserat byggande, Tillgänglig digitalt: 34 Fernström, G & Kämpe, P (1998) Industriellt byggande växer och tar marknad, Stockholm 35 Rum (7/2007) Fabriksbyggt 36 Figur: Biltillverkning, Tillgänglig digitalt: 21

23 Filosofin är som sådan att det som inte kunder kommer i direkt kontakt med kan vara standardiserat medan det som kunden ser och kan ta på och som skapar bilens personlighet måste vara företagsspecifika delar. I byggindustrin kan en liknande filosofi vara att stommen, ihopkopplingslösningar mellan elementen kan vara standardiserade medan en mindre del för arkitektoniska och estetiska krav utvecklas projektspecifikt. En sådan standardisering skulle innebära att arkitekten fick en ny utmaning att inom ramen för standardiseringens flexibilitet skapa variation vid utformning av byggnader i olika miljöer. För att skapa volym inom byggindustrin gäller det att få till en upprepad användning av gemensamma detaljer och komponenter. Detta leder till att elementtillverkare kan producera till ett lägre pris Standardisering Måttstandard och standardiserade anslutningar för att montera samman element är en viktig förutsättning för att komponenter och element ska kunna bytas ut och kunna köpas in från olika tillverkare. Standarder bygger på att parter frivilligt genom ett gemensamt intresse arbetar med att precisera någonting. Det är viktigt att skilja mellan standardisering av komponenter och standardisering av företagsegna system. Det senare förefaller vanligast hos företagen idag. En viktig anledning till en standardisering av komponenter i öppna system är behovet av individuella lösningar i olika byggnadsprojekt. En alltför hög grad av standardisering kan dock vara ett skäl till varför massproduktionen av bostäder inte kunde leva upp till krav under och 1970-talet. Därför är en viktig utmaning för framtiden att hitta rätt standardiseringsgrad och en väl avvägd kombination mellan slutna och öppna system 38. I Sverige bedrivs arbetet med standardisering av Swedish Standards Institute, SIS men genom EU har samarbetet utvidgats genom den europeiska standardiseringsorganisationen, CEN. Standarder har kommit att omfatta överenskommelser om byggnadselementens mått, toleranser och egenskaper samt provningskontroll och godkännande 39. Det är särskilt intressant att höra vad Curt Linder, Project Manager på SIS anser om byggnadsbranschens standardisering. Enligt Curt pekar mycket på att förutsättningarna är dåliga för en standardisering med öppna system inom byggnadsbranschen. Han menar att det finns alltför få intressenter som är intresserad av att ta fram en standard för mer öppna system. 37 Fernström, G & Kämpe, P (1998) Industriellt byggande växer och tar marknad, Stockholm 38 SBUF (2006) Industriellt byggande teknologisk eller organisatorisk förändring, (Stockholm), Tillgänglig digitalt: 39 Adler, P (2005) Bygga industrialiserat, Lund 22

24 Standarden skulle också kunna bidra till att tillverkare som inte använder standarden skulle känna sig diskriminerade på marknaden. Curt betonar också att komplikationen av att få igenom en standard inom Europa och mer globalt. Det som dock borde tala för en standardisering inom byggnadsbranschen torde vara den Europeiska byggindustrins globala strävan efter konkurrenskraft för det industriella byggandet. Även den Europeiska konkurrensen mellan materialslag som stål, trä och betong talar för en standardisering i framtiden 40. Figur: Legobitar Måttstandard Betydelsen för en måttstandard har förändrats över tiden eftersom arkitektens handlingsutrymme för att gestalta byggnaden och flexibla lösningar har ökat. Under den första och andra systemgenerationen tillverkades byggnadsdelar och komponenter på löpande band genom traditionell industriell masstillverkning. Detta rationella och högeffektiva byggande var starkt beroende av upprepningseffekter vilket också medförde en variationsbegränsning mellan elementen och därför också byggnaders arkitektur och gestaltning. Tillverkningen och byggandets ekonomi var i hög grad förknippat med serielängder på identiskt stora byggelement. I den tredje systemgenerationen utvecklas flexible manufacturing systems, FMS som kan ses som en tillämpning av en mer tidsenlig tillverkningsteknologi än tidigare. I FMS är komponenttillverknings ekonomi också beroende av upprepningseffekter av tillverkningsprocessens olika moment. Till skillnad från tidigare systemgenerationer är dock måttstandardisering och elementens variantbegränsning inte lika viktig vid tillverkningen. Istället lägger FMS vikt vid att standardisera, förenkla komponenters anslutningar samt varierbarhet hos och samordning av byggnadstekniska egenskaper hos elementen. Betydelsen av komponenternas måttsamordning har således ökat. FMS ger alltså förutsättningar för friare tyglar att ändra komponenters dimensioner, anslutningar och egenskaper utan att det innebär alltför ansträngd ekonomi. Däremot medför FMS att överenskommelser om leverans och monteringsvillkor blir viktigare utöver de som omfattar komponenternas mått, egenskaper och anslutningar Kron, J & Goldkuhl, E (2006) Industriellt byggande en nulägesrapport, Göteborg 41 Figur: Legobitar, Tillgänglig digitalt: 42 Kron, J & Goldkuhl, E (2006) Industriellt byggande en nulägesrapport, Göteborg 23

25 2.3.2 Anslutningar mellan element I dagens läge är de nominellt måttkoordinerade komponenterna från olika tillverkare i princip omöjliga att bygga ihop utan justeringar som är ekonomiskt uppoffrande, tekniska och funktionella kvalitetsförsämringar. Anledningarna till detta är flera. För det första vill ofta tillverkare lämna ifrån sig ett komplett byggnadssystem istället för att fungera som en komponenttillverkare på marknaden. För det andra uppstår ofta olikheter mellan komponenters anslutningar och egenskaper på grund av olika val av material och tillverkningssystem mellan tillverkare. För att komponenter från olika tillverkare ska kunna köpas in till ett byggnadsprojekt krävs således en gemensam standardisering av anslutningar mellan prefabricerade element Adler, P (2005) Bygga industrialiserat, Lund 24

26 3. Arkitektur och estetik Arkitektur och estetik är väldigt viktigt för att karaktärisera och skapa en upplevelse kring en viss byggnad. Arkitekturbegreppet definieras av Wikipedia enligt följande: Läran om formgivning av i första hand byggnader 44. Arkitekturbegreppet hänger också starkt ihop med begreppet estetik som definieras av Wikipedia enligt följande: Läran om det sköna 45. Det handlar således om att arkitekturen hos en byggnad medför positiva och negativa estetiska upplevelser av byggnaden. Byggnadens arkitektur blir därmed viktig för att byggnader ska vara estetiskt tilltalande och attraktiva på marknaden. Det gäller såväl för bostadshus såsom för kommersiella lokaler och industrier. 3.1 Bakgrund Under miljonprogrammet under talet nyttjades prefabricerade byggnadselement i stor omfattning. Anledningen till detta var att kunna producera bostäder snabbt till följd av den akuta bostadsbristen som rådde under denna tid. Den snabba byggprocessen förklarar varför flerbostadshusen från denna tid kom att se väldigt enformiga och av vissa uppfattas som direkt tråkiga, skokartongsliknande. Arkitekturen var helt enkelt inte tilltalande och närmiljön kom att karakteriseras som gråa, kalla betongförorter 46. Figur: Miljonprogrammets flerbostadshus 47. Numera har den prefabricerade produktionen ett större handlingsutrymme att variera arkitektur hos byggnaden efter olika önskemål. En förutsättning för att förverkliga detta är dock att tid avsätts i projekteringsskedet för att diskutera fram en gemensam målbild, samordna arbete och lösningar Wikipedia, (2007) 45 Wikipedia, (2007) 46 Wikipedia, (2007) 47 Figur: Miljonprogrammets flerbostadshus, Tillgänglig digitalt: 25

27 3.2 Betongelementindustrin Inom betongelementindustrin har omfattande utveckling och forskning inom det estetiska tilltalandet bedrivits under de senaste åren. Utvecklingen har kommit att omfatta fasader såväl som väggar, tak, trapphus, trappor, balkonger och terrasser med mera. Betongelementen kan numera utformas individuellt med bland annat specifik ytstruktur, form och färg till monteringsfärdiga element. Betongelementen kan således fungera som både helt kompletta element med ytmaterial eller element i egenskap att bära ytmaterial såsom tegel, klinker, granit eller puts 48. Figur: Fasadelement 49. Det är i tillverkningsskedet av betongelementen som de stora möjligheterna finns för arkitekten att påverka estetiken. Ytor kan väljas från formbyggnad till bearbetning under gjutning, efterbearbetning av den hårdnade betongen och också ytbehandling genom målning och lasering. Smidigheten att åstadkomma en viss estetik hos prefabricerade element i jämförelse med att platsgjuta är att det hela kan ske kontrollerat i fabriken där elementen ligger ner vilket är fördelaktigt Betongvaruindustrin (2007) Bygga med prefab, Tillgänglig digitalt: 49 Figur: Fasadelement, Tillgänglig: Betongvaruindustrin (2007) Bygga med prefab, Tillgänglig digitalt: 50 Betongvaruindustrin (2007) Bygga med prefab, Tillgänglig digitalt: 26

28 Nedanstående bilder visar hur arkitektur kan utformas idag med hjälp av prefabricerade betongelement. Fasaderna består av prefabricerade sandwichelement. Figur: Lillåudden i Västerås 51. På försvarshögskolan i Stockholm består fasaden av betongelement med en putsliknande yta. Elementen har gjorts stora med smala fogar och en speciell utformning av hörnelementen. Fönsterbanden är långa med utskjutande omfattningar av strängpressad aluminium. Figur: Försvarshögskolan i Stockholm 52. I Sticklingehöjden har ett projekt genomförts där två likvärdiga flerbostadshus uppförts där det ena var platsbyggt medan de andra använde sig av prefabricerade byggnadselement. Flerbostadshusen visar tydliga skillnader i fasadutförandet. Det platsbyggda alternativet har en gul tegelmur istället för de prefabricerade fasadelementen av betong med 51 Figur: Lillåudden i Västerås, Tillgänglig digitalt: Betongvaruindustrin (2007) Bygga med prefab, Tillgänglig digitalt: 52 Figur: Försvarshögskolan i Stockholm, Tillgänglig digitalt: Betongvaruindustrin (2007) Bygga med prefab, Tillgänglig digitalt: 27

29 gjutlistindelning 53. Projektet är från början av 1990-talet och visade på stora ekonomiska och tidsmässiga vinster med att använda sig av prefabricerade byggnadselement. Figur: Sticklingehöjden Begränsningar Det råder olika åsikter om ifall de prefabricerade elementen ger förutsättningar för en god arkitektur och estetik hos byggnader. Inställningen har till stor del påverkats av miljonprogrammets rationella bostadsbyggande som bidragit till en mer negativ än positiv inställning till prefabricering i detta avseende. Det arkitekter gör gällande i sammanhanget är att det estetiska uttrycket för byggnaden påverkas negativt av de skarvar som uppkommer mellan fasadelementen. Det beror på att det helt enkelt finns begränsningar för transportmått hos de lastbilar som transporterar elementen till byggarbetsplatsen. I en artikel framgår att det är svårt att komma ifrån problemet med skarvar i samband med prefabricerad produktion. Försök har utförts att fylla igen dessa så att de inte ska vara lika framträdande vilket oftast istället resulterat i sprickor i skarvarna. Ett alternativ är att låta skarvarna vara synliga och till och med att förstärka dem som Josefina Nordmark, från MAF arkitektkontor menar 55. Det blir således en uppgift för arkitekten att vända problemen till möjligheter och utveckla en god estetik kring skarvproblematiken. 53 Paus, K (1996) Platsbygge - prefabbygge inom Sticklingehöjden, Lidingö : en jämförande studie, Stockholm 54 Figur: Sticklingehöjden, Tillgänglig: Sticklingehöjden, Paus, K, (1996) Platsbygge - prefabbygge inom Sticklingehöjden, Lidingö: en jämförande studie, Stockholm 55 Sveriges arkitekter (2007) Prefab synas i sömmarna, Tillgänglig digitalt: 28

30 Det som ofta begränsar arkitektens handlingsutrymme för att utforma arkitektur hos en byggnad är byggnadsentreprenörens ständiga önskan att rationalisera byggnadsprocessen. Det beror helt enkelt på att det rationella byggandets syfte är att minimera kostnader och därför väljs företrädelsevis en standardutformning av byggnader. Därför handlar det för arkitekter om att verkligen vara med från början eftersom vid en prefabricerad produktion är det i tidiga skeden som möjligheten finns att påverka. Arkitektens problematiska handlingsutrymme stärks även av en artikel om industriellt byggande i framtiden där Sandra Nolgren intervjuar de båda författarna Ylva Gunterberg Ädelqvist och Jonas Runberger som skrivit Boverkets utgåva Bostäder byggda med volymelement. Av intervjun framgår att arkitektoniska möjligheter i den industriella byggprocessen har kommit att behandlas separat istället för integrerat genom hela byggnadsprocessen. Jonas menar att ett byggnadssystem oftast inte har valts förrän det att arkitekten i stort sett är klar med sitt förslag på byggnaden och detta är till en stor nackdel. Arkitekten är i detta skede oftast är bortkoppad ur byggnadsprocessen och i bästa fall får arkitekten modifiera sina ritningar för att göra huset byggbart anser Ylva 56. En viktig konsekvens för den yttre gestaltningen är att bjälklagstjockleken blir större vid användning av byggnadselement eftersom ett övergolv måste på elementen för att installationer ska kunna dras. Detta medför konsekvenser för arkitekturen och byggnadens totalhöjd 57. För ett femvåningshus innebär detta en extra höjd på 1 meter. Den ökade höjden innebär dels merkostnader för material samt kan vara avgörande när det kommer till planbestämmelser för byggnadshöjd i innerstaden. För arkitekturen blir det hela synligt i proportioner mellan fönster och täta ytor i fasaden. Fönster får vanligen långa höjdavstånd emellan sig Rum (7/2007) Fabriksbyggt 57 Muntlig referens: Jonas Lundh, Entreprenadchef NCC, Västerås 58 Boverket (2006) Bostäder byggda med volymelement, Växjö 29

31 4. Entreprenadformer Val av entreprenadformer, dvs. hur ansvar skall fördelas för entreprenadarbetet mellan berörda entreprenörer och även ansvar för projektering skall fördelas mellan byggherre/beställare re och entreprenörer 59. Det finns flera alternativ att välja på, beroende på hur mycket beställaren vill utforma och påverka i detalj väljer man entreprenadform 60. I de branschregler som vanligtvis används i avtalsförhållanden mellan beställare och utförarentreprenader skiljer man normalt på två olika entreprenadformer, totalentreprenad och utförandeentreprenad. Begrepp som används som entreprenadformer utöver dessa är snarare organisationsformer. Generellt sätt kan man inte peka på att en entreprenadform nadform är bättre än en annan, det får bedömas från falla till fall. Vilket alternativ som bör väljas avgörs främst av projektet i sig, byggherrens organisation och tillgångar på entreprenadkompetens. Riskerna i projektet måste avvägas i förhållande till förväntad kvalitet och det förväntade ekonomiska utfallet samt hur konkurrens- och prissituationen ser ut. Att observera är entreprenadjuridikens komplexitet och för att sluta avtal med förväntad ansvarsfördelning krävs goda kunskaper inom entreprenadjuridiken Totalentreprenad Totalentreprenad innebär att byggherren endast ingår ett avtal som omfattar både projektering och utförande av entreprenaderna. Totalentreprenören ansvarar för att byggnaden uppförs enligt gällande normer och i linje med funktionskrav som anges i förfrågningsunderlaget 62. Entreprenören har ansvaret för projekteringen, men beställare kan påverka utförandet med att i kontraktshandlingarna ange krav och önskemål. Men principiellt har totalentreprenören normalt hela ansvaret 63. En nackdel med entreprenadformen kan vara den konkurrensbegränsning som uppkommer. ABT 06 (Allmänna bestämmelser för totalentreprenader) är bestämmelser som är avsedda att användas vid upphandling för entreprenader som skall utföras som totalentreprenad. Figur: Totalentreprenad Boverkets byggkostnadsforum (2004) Entreprenadformer, Tillgänglig digitalt: 60 Byggledarna Entreprenadformer,, Tillgänglig digitalt: 61 Boverkets byggkostnadsforum (2004) Entreprenadformer, Tillgänglig digitalt: 62 Byggledarna Entreprenadformer,, Tillgänglig digitalt: 63 Boverkets byggkostnadsforum (2004) Entreprenadformer, Tillgänglig digitalt: 64 Figur: Totalentreprenad,, Tillgänglig: Byggledarna Entreprenadformer, Tillgänglig digitalt: 30

32 4.2 Utförandeentreprenad Beställaren ansvarar för och upprättar projekteringen, medan entreprenören svarar för utförandet. Entreprenören skall i enighet med handlingarna utföra arbetena. Entreprenadformens huvudansvar ligger således på beställaren, och om fel uppkommer som är projekterings relaterade går entreprenören fri. Utförandeentreprenader kan indelas i fyra huvudtyper, efter hur de upphandlas: mycket delad entreprenad, delad entreprenad, generalentreprenad och samordnad generalentreprenad. Skillnaderna mellan dessa består bl.a. av hur stor del av samordningen som beställaren själv vill ansvara för Mycket delad entreprenad Den traditionella byggnadsentreprenaden delas upp i olika ansvarsområden, mindre entreprenader. Byggherren ingår i denna entreprenadform avtal med såväl projektörer som de enskilda entreprenörerna och hela samordningsansvaret ligger på byggherren. Vanligtvis används denna entreprenadform av erfarna byggherrar, exempelvis fastighetsbolag. Fördelar med entreprenadformen är möjligheten att kunna handla upp entreprenader med det bästa anbudet, konkurrensen ger goda förutsättningar. Däremot tillkommer stora kostnader för samordning och administration. Projektering kan ske parallellt under entreprenadtiden och innebär möjligheter till en snabb byggstart 66. Figur: Mycket delad entreprenad Boverkets byggkostnadsforum (2004) Entreprenadformer, Tillgänglig digitalt: 66 Byggledarna Entreprenadformer,, Tillgänglig digitalt: 67 Figur: Mycket delad entreprenad, Tillgänglig: Byggledarna Entreprenadformer,, Tillgänglig digitalt: 31