Konsekvenser av nya standarder för förtillverkade betongstommar

Transkript

1 Konsekvenser av nya standarder för förtillverkade betongstommar Magdalena Norén, Johan Patriksson Inledning Eurokoderna är tänkta att vara den gemensamma standarden för konstruktion av byggnader och anläggningar samt byggprodukter i EU och EFTA (Island, Norge, Schweiz och Liechtenstein). Syftet med Eurokoderna är bland annat att tillhandahålla gemensamma referensstandarder för konstruktionsarbete samt att underlätta handel av byggprodukter och byggtjänster mellan Europas länder. Den 1 januari 2011 ska Eurokoderna vara implementerade i Sverige och motstridande nationella standarder ska dras tillbaka. Övergången till Eurokoderna har gett upphov till en del frågor kring hur den kommer att påverka aktörerna i byggbranschen. Till exempel finns det farhågor som säger att Eurokoderna ger högre laster än tidigare standarder, vilket speciellt skulle missgynna betongkonstruktioner, samt att mängden armering ökar med förändrade krav på minimiarmering för byggnader. Å andra sidan säger många att slutresultatet av konstruktionsarbetet inte skiljer sig nämnvärt mellan standarderna och att den ökade materialåtgången är ett missförstånd. Små marginaler och slimmade konstruktioner gör att aktörerna som jobbar med förtillverkad betong blir speciellt sårbara för de ovan beskrivna förändringarna och hittills har endast begränsad efterforskning gjorts inom detta aktuella område. Syftet med vårt projektarbete har varit att undersöka vilka konsekvenser som övergången till Eurokoderna ger, främst när det gäller förtillverkade betongstommar för byggnader. Detta har gjorts genom att undersöka hela byggprocessen från projektplanering till förvaltning och underhåll. Det har även gjorts en fallstudie på ett representativt flerbostadshus byggt av förtillverkade betongelement där valda delar av byggnaden har beräknats med både Eurokoderna och BKR. Dessa beräkningar är sedan jämförda för att finna skillnader i både beräkningsgång och resultat. De nya standarderna Eurokoderna är baserade på byggproduktdirektivet (CPD). Detta gör att Eurokoderna måste införas i alla medlemsländer i EU och EFTA samt att alla nationella motstridande standarder måste dras tillbaka efter ett visst datum. För Sverige är det datumet, som tidigare nämnts, den 1 januari Eurokoderna består av 58 delar som är placerade under tio huvuddelar. Dessa huvudstandarder benämns i Sverige SS-EN 1990 (Eurokod 0), SS-EN 1991 (Eurokod 1) och så vidare. Figur 1 hur indelningen ser ut. I vårt arbete har vi fokuserat på de tre första delarna,

2 Eurokod 0 Grundläggande dimensioneringsregler för bärverk, Eurokod 1 - Laster på bärverk och Eurokod 2 - Dimensionering av betongkonstruktioner. Figur 1. Översikt över Eurokoderna Något som också kommer påverka byggbranschen är de harmoniserade produktstandarderna. De hänvisar till Eurokoderna och även här är syftet att underlätta handel av byggprodukter inom Europa. När en produkt är utförd efter och klarar kraven i de harmoniserade produktstandarderna kan de CE-märkas och därefter är det fritt att sälja produkten inom Europa. Eurokodernas inverkan på byggindustrin Ett av syftena med Eurokoderna är att underlätta handeln av byggrelaterade tjänster och byggprodukter mellan de europeiska länderna. Om man tittar på konsultföretag inom konstruktion, som nästan enbart är beroende av Eurokoderna, blir effekterna kanske inte lika stora som förväntat. I alla fall inte till en början. Den största anledningen till detta är att Eurokoderna inte är fullt harmoniserade som de var menade att vara. Problemet ligger i att byggregler och förhållanden skiljer sig mellan länderna vilket ger ett behov av nationella val. Vi tror att dessa skillnader kan få konsultföretagen att tveka innan de ger sig ut på den europeiska marknaden. Hoppet ställs till att de nationella skillnaderna, när det gäller bygglagstiftning, i framtiden kommer att utjämnas och därigenom kommer också de nationella olikheterna i Eurokoderna att minska. Oavsett i vilken takt detta sker visar Eurokoderna att man har kommit en bra bit på vägen genom att förse länderna med ett gemensamt beräkningsspråk. Övergångsperioden för flera av de harmoniserade byggproduktstandarderna är redan över, men vad vi har sett används de i en ganska liten utsträckning. Standarderna ska hänvisa till Eurokoderna men problemet är att de i vissa fall har blivit färdigställda innan Eurokoden som hänvisas till och därför kan innehålla motsägande information. Detta gör att dessa standarder

3 kan verka opålitliga och tills detta har retts ut kommer förmodligen tillverkarna av byggprodukter att tveka innan de börjar använda dem. En gällande harmoniserad byggproduktstandard ligger till grund för CE-märkningen och det är den biten som främst kommer att påverka handeln av byggprodukter. Ett vanligt missförstånd är att CE-märkning endast kommer att behövas för försäljning på en internationell marknad. Detta beror på att i Sverige är CE-märkning frivillig. Men en byggprodukt som inte är CE-märkt måste kontrolleras på byggarbetsplatsen av byggherren. Denna kontroll är både tidskrävande och dyr och det betyder i praktiken att produkter utan CE-märkning inte kommer att köpas och att märkningen stegvis kommer att bli vanligare. Man skall dock komma ihåg att i Sverige behöver byggherren inte använda vare sig BKR eller Eurokoderna om han kan visa att produkten är god nog för sitt användningsområde. Däremot, om byggherren lyder under lagen om offentlig upphandling, skall han använda de på marknaden brukliga standarderna och därför också köpa CE-märkta produkter. Det råder också missuppfattningar om vad CE-märkningen står för. CE-märket säger inget om hur bra en produkt är eller om den ens är tillåten att användas i Sverige. Det enda det säger är att produkten är gjord enligt en viss standard. Man kan i princip sälja en produkt som är dålig om man har CE-märkt den på rätt sätt. På grund av detta kommer förmodligen någon sorts kvalitetsmärkning, liknande det som används idag, också användas i framtiden. En sak som har framkommit när vi har skrivit vårt examensarbete är att kunskapen är begränsad kring övergången till Eurokoderna, de harmoniserade byggproduktstandarderna och CE-märkningen. Detta skapar missförstånd i branschen och vi tror att det till stor del beror på att byggbranschen i flera avseenden är konservativ och istället för att ta till sig ny information skjuter problemet framför sig och fortsätter i samma hjulspår. Det kommer att uppstå några oundvikliga engångskonsekvenser för konsultfirmorna i samband med övergången till Eurokoderna. Till exempel kommer det att bli en tidskrävande inlärningsperiod med kurser för att lära sig att använda Eurokoderna. Även kostnaden för koderna kan bli en stor utgiftspost. En stor skillnad mellan Eurokoderna och BKR är skillnaden i omfattning. Eurokoderna är oerhört innehållsrika, vilket både har positiva och negativa effekter. Å ena sidan ger storleken ett behov av handböcker och gör koderna relativt dyra. Kostnaden för en medelingenjör ligger kring svenska kronor för en behovsanpassad uppsättning koder. De nationella dokumenten innehållande nationella val och parametrar kan dock laddas ner från Boverkets hemsida, Å andra sidan innehåller Eurokoderna den senaste forskningen, och detaljrikedomen gör att specialisters inblandning skulle kunna minska. Eftersom kostnaderna för koderna och handböckerna främst är engångskostnader, anser vi att Eurokodernas omfattning är positiv i det långa loppet.

4 Resultat från fallstudien För att finna skillnaderna i beräkningsgångarna mellan Eurokoderna och BKR har de två standarderna jämförts både generellt och i en fallstudie. Fallstudien består av ett åtta våningar högt flerbostadshus byggt av förtillverkade betongelement. På grund av tidsbegränsning har utvalda delar beräknats och jämförts. Detta gör att underlaget för slutsatserna är begränsat och resultatet bör läsas mer som fingervisningar om vart det bär än som absoluta sanningar. Efter att ha undersökt och jämfört Eurokoderna mot BKR både generellt och i fallstudien är det uppfattningen att Eurokoderna är mer på den säkra sidan är BKR. Eurokoderna är även mer detaljerade och mer omfattande. Det är dock väldigt viktigt att komma ihåg de nationella valen och inte använda Eurokoderna utan dem, då de olika valen kan ge en skillnad i resultat. En stor skillnad mellan Eurokoderna och BKR är att de partialkoefficienter som tar hänsyn till säkerhet är flyttade ifrån materialhållfastheten, i BKR, till lasteffekten, i Eurokoderna. Detta leder till högre lasteffekt men också högre hållfasthet när Eurokoderna används. Därför är det väldigt viktigt att inte blanda de gamla och nya koderna. Undersökningen av lasterna visar att de antingen förblir samma eller ökar lite med Eurokoderna. Densiteten av armerad betong har ökat från 24 kn/m 3 till 25 kn/m 3, vilket ger att egenvikten på betongelement ökar med 4 procent. Detta är en negativ effekt för betongkonstruktioner även om de nya lastkombinationerna ger en möjlighet att minska betydelsen av egenvikten. När det kommer till den nyttiga lasten finns det nya sätt att reducera den med avseende på bidragande area och bidragande antal våningar som gör att det blir en skillnad när denna last kombineras med andra laster. Till exempel så reduceras den totala nyttiga lasten för en 25- våningsbyggnad med 40 procent enligt BKR men med enbart 20 procent enligt Eurokoderna. Här är reduceringen enligt Eurokoderna mer realistisk då den fria nyttiga lasten enligt BKR enbart behöver tas med för 4 våningar oavsett hur hög byggnaden är. Vid beräkning av snölast ändras ingenting standarderna emellan, men vid beräkning av vindlast på hela byggnaden ger vår fallstudie en ökning med 17 procent med Eurokoderna jämfört med BKR. Detta beror på ett högre basvärde på vindlasten enligt Eurokoderna men också på nya faktorer för osannolikheten att den maximala vindlasten verkar på hela byggnaden samtidigt. Kring framtagandet av vindlaststandarden har det varit mycket diskussioner vilket har resulterat i många nationella val. Vinddelen av Eurokoderna är även väldigt komplicerad och kommer att kräva en handbok, vilken också är under produktion. När det kommer till hållfasthetsklasserna så har en anpassning mot Eurokoderna redan gjorts när BKR gavs ut Då gick BKR över från K-klasser till C-klasser. Trots det så är det en liten skillnad mellan Eurokoderna och BKR när den karakteristiska hållfastheten jämförs där Eurokoderna ligger lite högre än BKR. Det är också en skillnad i hur designvärdet på hållfastheten i brottgränstillstånd beräknas. Enligt BKR så är det karakteristiska värdet inte bara delat med en materialfaktor utan också en faktor med avseende på säkerheten, den som i Eurokoderna är flyttad till lastkombinationerna. Detta gör att designvärdet på hållfastheten blir högre för både betong och armering vid beräkning med Eurokoderna, vilket dock måste sättas i relation till en ökad lasteffekt. Vid beräkning av armering har två olika placeringar av den undersökts i fallstudien. Armeringsbalken över en fönsterlänga i ett sandwichelement samt nätarmeringen mellan

5 fönstren i samma sandwichelement. Resultatet blev en ganska stor ökning av armering över fönstren, vid beräkning enligt Eurokoderna jämfört med BKR, speciellt när det kommer till tvärkraftarmeringen som ökar med nära 60 procent. Däremot förändras inte mängden nätarmering. Det har sen gjorts en generell jämförelse av minimiarmeringen där beräkningsgångarna har förändrats ganska mycket i Eurokoderna. Den visar att det troligen kommer bli en ökning av minimiarmering. Sammanfattningsvis kan man säga att armeringen kommer öka, med vissa undantag, och att detta medför ökade tillverkningskostnader. Råd till aktörer i byggbranschen Som tidigare nämnts, är övergången till Eurokoderna inte en fråga om, utan när den ska ske. Frågan är också; kan den ske utan att påverka det dagliga arbetet eller öka företagets utgifter? SIS rekommenderar en så snar övergång som möjligt. Just nu är det 16 månader kvar tills motstridande standarder ska dras tillbaka till förmån för Eurokoderna. Det verkar som att många i branschen är medvetna om övergången, men varken när den ska ske eller hur den ska ske och vilka effekterna egentligen blir. Att vara först ut att använda Eurokoderna kan i vissa fall ge lite merarbete ifall barnsjukdomar upptäcks och behöver ändras, men detta är förmodligen inte i närheten av de konkurrensfördelar företagen kan få genom att vara förberedd när byggnader och byggprodukter ska konstrueras enligt Eurokoderna. Det finns flera ställen att hitta information kring övergången och användandet av de nya standarderna. För information som främst handlar om den svenska övergången finns SIS hemsida om Eurokoder Om man vill läsa mer om arbetet på Europeisk nivå och skapa sig en överblick ger CEN, som är den Europeiska motvarigheten till SIS, bra information på Även Europeiska kommissionen ger god information Som nämnts tidigare är inte Eurokoderna de enda standarder som kommer att påverka byggbranschen. De harmoniserade byggproduktstandarderna kommer att bli mer och mer vanliga i takt med att CE-märkningen börjar användas. Detta är något som kanske främst kommer att påverka tillverkarna av byggprodukter men även konstruktörerna. Användandet av CE-märkning kommer bli vanligare och detta är något som företagen bör ta en närmare titt på.