Skog eller Gruva. En kostnads- och miljöjämförelse mellan limträ och stål som bärande stomme i en. Emil Holtug Robert Högberg

ISRN UTH-INGUTB-EX-B-2016/09-SE Examensarbete 15 hp Juni 2016 Skog eller Gruva En kostnadsoch miljöjämförelse mellan limträ och stål som bärande stomme i en Emil Holtug Robert Högberg

Skog eller gruva En kostnadsoch miljöjämförelse mellan limträ och stål som bärande stomme i en hallbyggnad Emil Holtug Robert Högberg Institutionen för teknikvetenskaper, Byggteknik, Uppsala universitet Examensarbete 2016

Denna rapport framställd vid, Institutionen för teknikvetenskaper, Byggteknik, Uppsala universitet, 2016 ISRN: UTH-INGUTB-EX-B-2016/09-SE Copyright c Emil Holtug & Robert Högberg Institutionen för teknikvetenskaper, Byggteknik, Uppsala universitet

Abstract Forrest or mine Emil Holtug & Robert Högberg Teknisk- naturvetenskaplig fakultet UTH-enheten Besöksadress: Ångströmlaboratoriet Lägerhyddsvägen 1 Hus 4, Plan 0 Postadress: Box 536 751 21 Uppsala Telefon: 018 471 30 03 Telefax: 018 471 30 00 Hemsida: http://www.teknat.uu.se/student This thesis provides a cost and environmental comparison between an industrial building with glulam or steel as structural frame. Based on the project Kungsleden Industrihotell, by the company Kungsleden AB we make a comparison of two alternative bearing structures. The total length of the building is 96 meters and has a width of 25 meters. The dimensions of both a structural system frame of glulam and steel were calculated according to Eurocode standards. Based on this, the bill of materials has been calculated. Furthermore, for the quantities and dimensions of the two buildings, a cost calculation for materials, labour, fire protection and demolition have been performed. An environmental analysis with determination of carbon dioxide equivalent emission from production, transportation and recycling was carried out. The results of this thesis shows a price difference between the structural frame of the respective materials of about 200 000 SEK in the glulam's advantage. The simplified environmental analysis demonstrates that the glulam frame releases 1/3 of the equivalent carbon dioxide emissions in relation to the steel frame. Handledare: Christer Johansson Ämnesgranskare: Patrice Godonou Examinator: Caroline Öhman Mägi ISRN UTH-INGUTB-EX-B-2016/09-SE

Sammanfattning Examensarbetet ger en kostnadsoch miljöjämförelse mellan två hallbyggnader, en med limträstomme och en med stålstomme. Med utgångspunkt i företaget Kungsledens hallbyggnad Kungsleden Industrihotell, jämförs två alternativa bärande konstruktioner med spännvidden 25 meter. En dimensionering av både en stommen i limträ och stål utförs enligt standard beräkningsmetoder från Eurocode. Dimensioneringen ligger till grund för en mängdning av stommaterialen för båda stål och limträ. Utifrån mängder och dimensioner på pelare och balkar görs en kostnadskalkyl för material, arbete, brandskydd och rivning. Till slut utförs en enklare miljöanalys för bestämning av koldioxidekvivalenta utsläpp från produktion, transport och återvinning. Resultatet av arbetet visar en prisskillnad mellan stommarna av respektive material på ungefär 200 000 kr till limträets fördel. Den förenklade miljöanalysen påvisar att stommen av limträ släpper ut 1/3 CO 2e i förhållande till stålstommen. Nyckelord: Hallbyggnad, Limträ, Stål, Stomme, Konstruktion, LCC, Miljöanalys iv

Förord Följande examensarbete har till Kungsleden dedikerats Vilket tillsammans med Patrice Godonou reviderats Med språklig vägledning från Kennets kompendium Är vi snart byggingenjörer med varsitt stipendium Och enligt vanligt hövlighetsmaner Tackar vi mamma och pappa med fler Uppsala i juni 2016 Emil Holtug & Robert Högberg v

Innehåll 1 Inledning 1 1.1 Bakgrund............................... 1 1.2 Litteraturstudie............................ 1 1.3 Syfte.................................. 9 1.4 Mål................................... 9 1.5 Metod................................. 9 1.6 Avgränsningar............................. 10 2 Dimensionering 13 2.1 Geometri och grundläggande förutsättningar............ 13 2.2 Laster................................. 16 2.3 Stålkonstruktion........................... 21 2.4 Träkonstruktion............................ 26 3 Livscykelskostnad av stommarna 33 3.1 Materialkostnader för stålstomme.................. 33 3.2 Materialkostnader för limträstomme................. 33 3.3 Arbetskostnader............................ 33 3.4 Underhållskostnader......................... 34 3.5 Rivning och återvinning....................... 34 4 Miljöanalys av stomme 37 4.1 Stomme i stål............................. 37 4.2 Stomme i limträ............................ 39 5 Resultat 41 5.1 Dimensionering............................ 41 5.2 Livscykelkostnadsanalys....................... 45 5.3 Miljöanalys.............................. 47 6 Diskussion 49 6.1 Diskussion av dimensionering.................... 49 6.2 Diskussion av livscykelkostnadsanalysen.............. 50 6.3 Miljöanalys.............................. 52 6.4 Diskussion av resultaten....................... 53 6.5 Diskussion av examensarbetets gång................ 54 7 Slutsats 55 vii

EXAMENSARBETE: SKOG ELLER GRUVA 7.1 Rekommendationer och fortsatta studier.............. 55 Litteraturförteckning 57 Bilaga 1 - Snö och vindlast beräkning Bilaga 2 - Dimensionering av stålstomme Bilaga 3 - Dimensionering av trästomme Bilaga 4 - Material från Kungleden Bilaga 5 - Fackverksritning Bilaga 6 - Ritningar över hallen Bilaga 7 - Offerter Bilaga 8 - Mängder & materialkostnad Bilaga 9 - Miljöanalys för stålstomme Bilaga 10 - Miljöanalys för limträstomme Bilaga 11 - Bidconmaterial viii

Beteckningar A - Tvärsnittsarea A v AV grad - Skjuvarea - Återvinningsgrad för stålkonstruktion Avstand - Avstånd för transport av stål b - Bredd C e C pe C pi C t CO 2e - Exponeringsfaktor - Formfaktor för utvändig vindlast - Formfaktor för invändig vindlast - Termisk koefficient - Ekvivalent koldioxidmängd d - Djupet på byggnaden E - Elasticitetsmodul E 0,05 e 0,d f cd f ck f c90d f c90k f md f mk f td f tk f vd - Elasticitetsmodulens 5%-kvantil - Dimensioneringsvärde för maximal storlek av en imperfektion - Dimensionerande tryckhållfasthet parallellt fibrerna - Karakteristisk tryckhållfasthet parallellt fibrerna - Dimensionerande draghållfasthet vinkelrätt fibrerna - Karakteristisk draghållfasthet vinkelrätt fibrerna - Dimensionerande böjhållfasthet parallellt fibrerna - Karakteristisk böjhållfasthet parallellt fibrerna - Dimensionerande draghållfasthet parallellt fibrerna - Karakteristisk draghållfasthet parallellt fibrerna - Dimensionerande längsskjuvningshållfasthet ix

EXAMENSARBETE: SKOG ELLER GRUVA f vk f yd f yk - Karakteristisk längsskjuvningshållfasthet - Ståls dimensionerande brotthållfasthet - Ståls karakteristiska brotthållfasthet G - Permanent utbreddlast G 0,05 - Skjuvmodulens 5%-kvantil H - Sadelbalks mitthöjd h - Höjd h e - Ekvivalent höjd i - Tröghetsradie I e I y,z k c k cr k crit k c90 k def k mod k y,z - Ekvivalent yttröghetsmoment - Yttröghetsmoment kring y- respektive z-axeln - Förstoringsfaktor för beaktning av belastningslängd - Reduktionsfaktor som beaktar inverkan av sprickor - Reduktionsfaktor för beaktning av vippning - Faktor för lastens angrepsriktning, risken för sprickor och graden av sammantryckning - Reduktionsfaktor för krympning - Omräkningsfaktor som tar hänsyn till inverkan av fukt och lasternas varaktighet - Instabilitetsfaktor kring y- respektive z-axeln L - Längd l - Spännvidd L cr l eff - Knäckningslängd - Effektiv längd M - Moment M Atervinning M AV M b,rd M c,rd - CO 2e utsläpp vid återvinning - Miljövärde för återvunnit material - Dimensionerande momentkapacitet m.h.t. vippning - Dimensionerande momentkapacitet för ståltvärsnitt x

INNEHÅLL M Ed m nytt M pl,rd M Rd M tillverk M transport M T rp M vaggatillgrind N b,rd N c,rd N Ed N krok N Rd N t,rd - Dimensionerande böjmoment - Massan nytt råmaterial som ingår i produktionen - Dimensionerande plastisk momentkapacitet - Dimensionerande momentkapacitet - CO 2e utsläpp vid tillverkning av stål - Miljövärdet för transport beroende av färdmedel - CO 2e utsläpp vid transport av stål - Miljövärdet (vagga till grind) för stål - Tryckkapacitet med inverkan av knäckning - Tryckkapacitet utan inverkan av knäckning - Dimensionerande normalkraft - Utbreddlast från initialkrokighet - Dimensionerande drag/tryckbärförmåga - Dimensionerande dragbärförmåga parallellt fibrerna P - Permanent punktlast Q - Variabel last q - Utbredd last q p (Z e ) - Karakteristisk vindtryck utvändigt q p (Z i ) - Karakteristisk vindtryck invändigt R - Reaktionskraft r - Kälradie S - Snölast s k Stalskrot in Stalskrot ut - Karakteristisk snölast - Mängden återvunnit material i produktion - Mängden material som återvinnas vid rivning Totalmängd - Mängden stål i konstruktionen t f t w - Flänstjocklek - Livtjocklek xi

EXAMENSARBETE: SKOG ELLER GRUVA u inst u kv u tot - Omedelbar deformation - Deformation från långtidslast - Total deformation V - Tvärkraft V c,rd V Ed V pl,rd v β - Dimensionerande tvärkraftskapacitet - Dimensionerande tvärkraft - Dimensionerande plastisk tvärkraftskapacitet - Referensvindhastighet W - Böjmotstånd W e W i W pl W y - Utvändig vindlast - Invändig vindlast - Plastiskt böjmotstånd - Böjmodstånd kring y-axeln x - Avstånd från upplagg till mximalspänning på sadelbalk Z y - Plastiskt böjmotstånd kring y-axeln xii

INNEHÅLL Grekiska symboler α - Index för knäckningskurvor α - Taklutning β c γ d γ M γ M,i - Rakhetsfaktor - Säkerhetsfaktor - Partialkoefficient för material - Globala partialkoefficienter för bärfömåga λ - Slankhetstal λ rel - Relativt slankhetstal µ i - Formfaktor för snölast på tak σ - Spänning σ c90 σ m,crit τ d - Tryckspänning vinkelrätt fibrerna - Kritisk böjspänning - Dimensionerande skjuvkraft φ - Värde som används för att bestämma reduktionsfaktorn χ ψ i - Lastreduktionsfaktora χ - Reduktionsfaktor för knäckning xiii

1 Inledning Följande examensarbete utfördes i samarbete med företaget Kungsleden AB. De ville göra en jämförelse av stommaterial inför en konceptbyggnad med namnet Kungsleden Industrihotell. En dimensionering av den bärande stommen i limträ respektive stål låg till grund för jämförandet med avseende på pris och miljö. Syftet var att ge Kungsleden rekommendationer inför valet av stommaterial och assistera med underlag för framtida investeringar. 1.1 Bakgrund Examensarbetet var kulmineringen av våra studier på Uppsala Universitet. Efter att under 2,5 år studerat byggteknik hade vi speciellt intresserat oss för konstruktion. Under vår utbildning hade vi dessutom fått förståelse för vikten av miljötänk i dagens byggkonstruktion. Genom att välja materialtyp utifrån minsta miljöpåverkan istället för enbart hållfasthetsegenskaper, kan vi inom konstruktionsbranschen arbeta mot en mer miljöorienterad framtid. Kungsleden är ett svenskt fastighetsbolag med cirka 300 fastigheter till ett värde av 28 miljarder kronor. De hade för avsikt att ta fram en enklare hallbyggnad för typproduktion under arbetsnamnet Kungsleden Industrihotell. Tanken var från början att den skulle byggas i stål. Kungsleden hade som mål att öka engagemanget inom hållbarhetsfrågorna, samt att ha Sveriges bästa hållbarhetsarbete inom material och energi. Därför ville de försäkra sig om att stål verkligen var det ändamålsenligt bästa materialet. Med utgångspunkt i ovanstående blev det naturligt att skriva ett examensarbete om hur konstruktion och miljö hänger samman. Det adresserades genom att jämföra två likvärdiga hallbyggnader med de olika bärande materialen. 1.2 Litteraturstudie Svensk byggtradition och användning av svenskt producerade material har anor långt tillbaka i tiden. Avsikten var till en början att använda material med korta transportsträckor för att minska kostnader. Byggnadsmaterialens utformning som vi känner den i dag, vad gäller både stål och trä, har sitt intåg i början av 1800-talet. Materialen har haft olika användningsområden och populariteten har skiftat under perioder. Materialvalet har alltid styrts av byggnadstyp, byggnadens användningsområde men även av estetiska aspekter. Det bestäms oftast av beställaren i samråd med arkitekten och konstruktören enligt Björk och Reppen 1

EXAMENSARBETE: SKOG ELLER GRUVA (2000). I många fall kan mer än ett material vara lämpligt och valet blir därför utifrån ekonomiska eller miljömässiga bedömningar. 1.2.1 Användning av trä som byggnadsmaterial 1.2.1.1 Allmänt om trävirke Skogsbruket i Sverige började ta fart i och med industrialiseringen under andra halvan av 1800-talet. Sedan dess har den varit, och är fortfarande en av Sveriges största industrier och exporter. Större sågverk uppfördes, främst i norra Sverige där landskapet bestod till största del av just skogsmark. Till sågverken transporterades trädstammarna, från början vattenvägen, men allt eftersom övertogs transporten av lastbilstrafik. På sågverket sågades och sorterades träet i olika dimensioner och hållfasthetsklasser, för att distribueras till landets trävaruhus. 1.2.1.2 Limträ som byggnadsmaterial Under början av 1900-talet började en man vid namn Otto Hetzer att limma ihop trälameller med sitt egentillverkade lim. Därmed begränsades balkarna inte längre av trädens storlek enligt Skogsindustrierna (2016c). En vanlig hallbyggnad i limträ med takkonstruktion av sadelbalkar visas i figur 1.1. Figur 1.1: En vanlig hallkontruktion i limträ, hämtad från Martinsons (2016) 1.2.1.3 Trä och miljö 1905 trädde 1903 års lag om skogsvård i kraft. Lagens huvudsyfte är att säkerställa återväxt i skogen. Det innebär att skogsägarna måste plantera lika mycket skog som de avverkar. Att Sverige som land har en god återväxt på skogen kan ses i en rapport av Skogsstyrelsen (2014) som visar att Sverige varje år sedan 1955 haft större tillväxt än avverkning av skog och 2014 var avverkningen cirka 70% av tillväxten. Enligt PEFC (2015), vilka är en världstäckande organisation för hållbart skogsbruk, har Sverige sedan början på 1990-talet en god skogsproduktion med god miljöhänsyn. Det visar att en ökande användning av svenskt trä i byggnader inte behöver påverka det svenska virkesförrådet negativt. 2

1. Inledning I limträbalkar används ofta ett melamin-urea-formaldehyd-lim, även kallat MUF-lim. Enligt Skogsindustrierna (2016b) innehåller det endast ett fåtal farliga ämnen som alla ligger under erforderliga normer. Skogsindustrierna (2016b) jämställer med gott samvete limträ med obehandlat trä. Förädlingen av trädstammarna sker energieffektivt. Enligt Skogsindustrierna (2016d) kommer 80% av all energi som krävs vid sågverken från dess biprodukter som tex. sågspån och bark. En annan fördelaktig egenskap med trä och limträ är enligt Skogsindustrierna (2016d) att de med lätthet kan återanvändas, återvinnas eller till sist brännas för energiframställning. I figur 1.2 visas träets kretslopp, vilket är detsamma för limträ. Returanvändningen för trä kan ske flera varv och gå från limträbalkar till spånskivor, papper osv. Fördelen jämfört med vissa andra byggmaterial är slutskedet. Istället för att behöva deponeras när det inte längre kan användas, bränns det och avger energi. Figur 1.2: Träets naturliga kretslopp hämtad från Skogsindustrierna (2016d) 1.2.2 Användning av stål som byggnadsmaterial 1.2.2.1 Allmänt om stål Svensk gruvindustri dateras tillbaka till medeltiden och har under alla tider varit dominerande med sin stora exportmängd. I samband med industrialiseringen och valsverkens intåg började stålproduktionen att ta den form vi känner idag. Under 1800-talet skedde stora förbättringar av stålkvaliteten. Samtidig styrkte stora 3

EXAMENSARBETE: SKOG ELLER GRUVA utbyggnader av infrastrukturen stålets position i samhället. Under 1900-talet kom elektrostålsprocessen att ytterligare förbättra stålets kvalitet och användningen började enligt Riksantikvarieämbetet (2013) då likna nutidens. Enligt Riksantikvarieämbetet (2013) är stålets hållfasthet dess främsta egenskap både gällande tryck och drag. Kristallstrukturen i materialet ger den sega brottegenskaper, vilket är att föredra jämfört med spröda brott. Mängden kol och legeringsämnen, men även typen av bearbetning, resulterar i olika stålkvaliteter. Materialet är känsligt för korrosion under fuktiga och syrehaltiga miljöer, vilket kan motverkas genom olika skyddsåtgärder. Enligt Stålbyggnadsinstitutet (2016a) ändras stålets formstabilitet mycket vid höga temperaturer och kräver därför extra skydd mot brand. 1.2.2.2 Stål som byggnadsmaterial Stål produceras idag i ett antal olika standarddimensioner och kvaliteter, t.ex. valsade eller svetsade profiler. Stål används mycket inom industribyggnader och större byggnader med höga krav på hållfasthet enligt Jernkontoret (2015). En vanlig stålhall redovisas i figur 1.3. Figur 1.3: En vanlig hallstomme i stål, hämtad från Northpower (2016) 1.2.2.3 Stål och miljö Ståltillverkningen är en stor industri i Sverige. Likt all annan industri medför det en viss miljöpåverkan. Utvinningen av råjärn kan resultera i att skadliga ämnen läcker ut i naturen. Efterbehandling av stålet i form av rostskyddsmålning och brandskyddsfärg kan vid fel hantering leda till miljörisker. Stålet har som visas i figur 1.4 i sin tur goda möjligheter för återanvändning eftersom det kan smältas ner och omformas till nya produkter. Stålets höga hållfasthet medför att mindre materielmängder krävs jämfört med vad andra material behöver för att uppnå samma bärförmåga. Enligt Miljönytta (2015) bidrar produktionen av stål med restprodukter i form av värme. Värmen kan sedan användas i t.ex. fjärrvärmeproduktionen. 4

1. Inledning Figur 1.4: Stålets kretslopp, hämtad från Jernkontoret (2013, s. 7) 1.2.3 Hållfasthetsegenskaper för limträ och stål Limträets hållfasthet beroende av hållfasthetsklass och belastad riktning återges i tabell 1.1. Tabell 1.1: Hållfasthetsvärden för limträ av vanliga kvaliteter, hämtad ur Föreningen Sveriges Skogsindustrier (2016, s. 23) Hållfasthetsvärden för stål gäller enligt tabell 1.2 med en E-modul på 210 GPa och G-modul på 81 GPa. Densiteten för allt varmvalsat stål är 7850 kg/m 3. 5

EXAMENSARBETE: SKOG ELLER GRUVA Tabell 1.2: Hållfasthetsvärden för stål av vanliga kvaliteter hämtad ur Eurocode 1993-1- 1, s. 25 Enligt Skogsindustrierna (2007) är limträ ett av de starkaste konstruktionsmaterialen i förhållande till sin egentyngd. För att testa det dividerade materialets draghållfasthet med dess densitet. Det gav ett värde med enheten [knm/kg]. Draghållfastheten användes eftersom den är dimensionerande i förhållande till tryckhållfastheten i limträ. För stål antas drag- och tryckhållfastheten samma värde. En jämförelse mellan limträkvaliteten GL30h och stålkvaliteten S355 utfördes och genererade resultat enligt tabell 1.3. Av tabellen kan utläsas att stål är cirka 4, 2kNm/kg bättre än limträ sett i förhållande till egentyngden. Det motsvarar 6,5 %. Tabell 1.3: Skillnaden mellan limträ och ståls draghållfasthet i förhållande till egentyngden Draghållfasthet Egentyngd Hållfasthet av vikten Limträ 24 MPa 430 kg/m 3 55,8 knm/kg Stål 510 MPa 7850 kg/m 3 65,0 knm/kg 1.2.4 Dimensionering med Eurocode Eurocode är en europeisk standard för dimensionering av bärverk. Den tog vid efter den tidigare svenska standarden BKR (Boverkets konstruktionsregeler) 2011. I Eurocode beskrivs utförligt vilka regler som gäller vid konstruering av olika typer av byggnader i olika material. Eurokoderna är uppdelade i 10 olika delar, namngivna 199X där X går från 0-9. Eurocode 1990 och 1991 behandlar hur dimensionering går till rent allmänt. Speciellt två delar är viktiga att känna till. Den första är att Eurocode kombinerar lasterna utifrån inställningen att alla laster inte verkar på ett bärverk med största möjliga styrka samtidigt. T.ex. kommer det inte ligga maximalt med snö på taket samtidigt som det blåser maximalt osv. Därför reduceras lasterna enligt vissa bestämda regler. En annan viktig punkt att känna till är att bärverken ska dimensioneras med hänsyn till brottgräns- och bruksgränstillstånd. Med brottgräns menas att en balk eller pelare inte ska gå sönder vid de lasterna den kan förväntas utsättas för. Men även om bärverket inte går sönder är det viktigt att det inte svajar för mycket i vinden, att balken inte böjer ner eller spricker för mycket. Allt det som handlar om användarvänlighet och utseende behandlas av 6

1. Inledning bruksgränsreglerna. Vidare handlar Eurocode 1992 och framåt om olika material, geokonstruktioner samt hänsyn till jordbävningar. Eftersom Sverige och Spanien inte har samma förutsättningar vad gäller snö, vind mm. har nationella bilagor upprättats. Till dem hänvisas det enligt Axelsson och Kallaiaridis (2005) när det inte är möjligt att anta samma förutsättningar för hela Europa. 1.2.5 Livscykelkostnadsanalys LCC (livscykelkostnadsanalys) är resultatet av en ekonomisk analys för ett system under hela dess livslängd. Metoden användes redan på 1930-talet i samband med att Amerikanska General Accounting Office skulle köpa in traktorer. Under 70-talet blev det enligt Ciroth m. fl. (2008, s. 1-2) ännu viktigare och i USA infördes lagar på att utföra LCC-analyser i samband med de byggnadsprogram offentliga aktörer föreslog. I Sverige var tågprojektet X2000 banbrytande i LCC-sammanhang när det började tas fram 1984 enligt Nordin, Wretman och Grundstedt (1998). I en livscykelkostnadsanalys kan följande kostnader ingå: investeringskostnader, användningskostnader, underhållskostnader och kostnader eller vinster i samband med avskaffande enligt figur 1.5. Figur 1.5: Steg i en livscykelkostnadsanalys hämtad från Tygre (2016) Att utföra en LCC innebär att beräkna alla kostnader som medföljer en viss investering. Alla kostnader som kan kopplas till produkten måste redovisas med båda storlek och tid för respektive in- eller utbetalning. Genom att utföra analysen för olika produkter ges en jämförbar kostnadsuppskattning. De individuella kostnaderna kan då användas som beslutsunderlag vid val av produkt. För en byggnadsstomme innebär det inköpskostnader, projekteringskostnader, monterings- & byggkostnader, underhållskostnader och rivning/återvinningskostnader. LCC kan utföras med hjälp av olika excelark eller via enkel summering för hand. 7

EXAMENSARBETE: SKOG ELLER GRUVA 1.2.6 Livscykelanalys I en LCA (livscykelanalys) är det inte pengar som redovisas. Istället är miljöpåverkan det intressanta. Ofta används uttrycket från vaggan till graven i LCAsammanhang och betyder att all miljöpåverkan, från framställning till deponi ska räknas med i analysen. Ibland används istället uttrycket från vaggan till grinden som istället granskar varan från råvaruframställning till färdig vara. I figur 1.6 redovisas de olika stegen som kan beaktas i en LCA. A1-A3 är faserna som ingår från vagga till grind. De utgörs av råvaruframställning, transport till fabrik och produktion av färdig produkt. Fasen A4 är transporten från fabrik till användningsplats. A5-C2 består av på plats-aktiviteter som installation, användning och rivning. Slutfasen D tar hänsyn till återvinning eller återanvändning av materialet. Figur 1.6: De olika faserna som kan beaktas i en LCA. Bilden är hämtad ur Ruukki (2014) LCA:en måste av analytikern ges en tydlig enhet. T.ex. kan enheten vara miljöpåverkan per antal, per ytenhet eller per modul. Vilken miljöpåverkan som är intressant måste också framgå, varav några vanliga mätbara indikatorer är: CO 2 -utsläpp Ozonuttunning Försurning Materialåtgång Energianvändning Att göra en grundlig LCA-analys för hand kan vara mycket tidskrävande och därav har flera LCA-program utvecklats. Tre välkända är GaBi, OpenLCA och Simapro. De använder sig av olika databaser för inhämtande av information där Sundahus är ett svenskt exempel och Ecoinvent ett europeisk. Hur en LCA kan utföras framgår av ISO 14040 (2006). 8

1. Inledning 1.2.7 Liknande studier Ett antal examensarbeten på högskolor och universitet i både Sverige och utomlands har utförts med inriktning mot analys av olika stommaterial. Sammanställningar av skillnader för att uppföra hallar i trä, stål och betong återfinns i två äldre arbeten. De har på olika sätt gjort bedömningar av materialens fördelar och nackdelar varpå en miljö- eller kostnadsanalys har utförts. I Persson och Nilson (2012) skapades ett poängsystem där olika faktorer vägdes in i bedömningen av materialen. Faktorerna var: hållfasthet, estetiska faktorer och miljöpåverkan. Poängsättningen var baserad på beräkningar, intervjuer och allmänna betraktanden. I arbetet presenterades en mycket förenklad LCA. Ett annat examensarbete utfördes av Södergran (2012). Det med inriktning på enbart kostnadsjämförelse av materialen stål, trä och betong. I arbetet gjordes kostnadsjämförelsen för hela byggandet och inte enbart på stommen. Beräkningarna gjordes för en hallbyggnad med spännvidden 14 meter Båda examensarbetena kom till slutsatsen att trä var det billigare gentemot stål. Det gällde för byggnader med en spännvidd under 20 meter. Flera andra examensarbeten har gjorts med fokus på enbart LCA av byggnader. De har kommit fram till att största miljöpåverkan kommer från energianvändningen under bruksstadiet. Därför har fokus legat på olika typer av uppvärmning eller isoleringsmaterial snarare än stommen. 1.3 Syfte Syftet med följande examensarbete är att jämföra hur en stomkonstruktion av limträ står sig mot en stomkonstruktion av stål. Med Kungsledens hallbyggnad som underlag görs en jämförelse av den tänkta stålkonstruktionen mot en likvärdig konstruktion i limträ. Är limträ jämförbart mot stål ekonomiskt och är det så mycket bättre ur miljösynpunkt som det kan tyckas? 1.4 Mål Arbetets mål är att ta fram rekommendationer kring materialval för Kungsledens projekt Industrihotell. Målet är också att beskriva både ekonomiska och miljömässiga fördelar och nackdelar med de två olika stommaterialen. 1.5 Metod Arbetet inleddes med dimensionering av stommen i stål samt limträ. För att göra det branschenligt dimensionerades allt med hänsyn till europastandarden Eurocode. Till största del användes handberäkningar vilka är beskrivna under kapitlet Dimensionering. Handberäkningarna kompletterades med datorprogrammet Concrete beam som användes för statiska analyser. Uppsakttnigen för investeringskostnaderna för LCC-beräkningarna gjordes med hjälp av stål- och limträproducenter där antingen en offert eller löpmeters- 9

EXAMENSARBETE: SKOG ELLER GRUVA prislista låg till grund för investeringskostnaderna. Andra kostnader uppskattades med hjälp av litteratur eller genom att fråga relevanta företag och personer som var insatta i de olika typerna av arbete eller produkter. För utförandet av miljöanalysen användes både materialdatabaser som t.ex. Sundahus och produktblad från diverse materialtillverkare. Enklare beräkningar och redovisning skedde i MathCAD. 1.6 Avgränsningar För att kunna ge ett entydigt svar på frågeställningen behövdes en del avgränsningar som gjorde att svaret inte beror på för många faktorer. Dessutom skulle arbetsbelastningen motsvara storleken av examensarbetet. 1.6.1 Avgränsningar av allmän karaktär Valet av stål och limträ som material var en grundläggande avgränsning för examensarbetet. Eftersom stål var det ursprungligt tänkta materialet för konstruktionen var det valet naturligt. Att jämföra det mot limträ kom främst från att det är ett material på frammarsch och därmed intressant att jämföra, både kostnadsoch miljömässigt. För att dimensionera lokalen behövdes en plats fastställas. Snö- och vindlaster beror av i vilket område i Sverige byggnaden befinner sig. Eftersom Kungsleden har huvudkontor i Stockholm och arbetet skrevs för Uppsala universitet valdes zonen som innehåller båda dessa städer. I LCC- och miljöberäkningarna räknades transporten till Stockholm. Geometrin på byggnaden avgränsades i så stor utsträckning som möjligt till Kungsledens befintliga ritningar. Det gav en längd på 96 m, bredd på 25 m och fri takhöjd inne i hallen på 4,5 m. Mer om geometri finns att läsa under avsnitt 2.1 på sidan 13. Genom bildsökningar på lagerlokaler i både stål och trä fastställde vi att två vanliga typer av takkonstruktioner i stål och trä är sadelfackverk respektive sadelbalk. Därför valde vi att gå vidare med de två typerna. 1.6.2 Brandskydd Dimensioneringen enligt Eurocode gjordes inte med avseende på brandtekniska krav. Brandskydd är en stor del av kostnaderna för stålstommar och kunde inte bortses från. Därför gjordes en uppskattning av kostnaden för brandskyddsmåling med hjälp av ett företag i brandskyddsbranschen. Limträ av kraftiga dimensioner är förhållandevis brandstabilt enligt Skogsindustrierna (2016a) och kontrollerades därför inte. 1.6.3 Livslängd Livstiden är enligt tabell 2.1 i Eurocode 1990 för bärverk i byggnader 50 år. Kungsleden räknar också enligt den normen med att deras byggnader håller i 50 10

1. Inledning år. Enligt Skogsindustrierna (2003) har gran, vilket limträ består av, en livslängd på minst 50 år om det är skyddat under tak. Stål har en livslängd på 100 år enligt Knutsson (2003). Därmed är byggnadens livslängd kortare än stommaterialen och livslängden dimensionerades enligt byggnadens 50 år. 11

2 Dimensionering För att ge realistiska data för LCC- och miljö-beräkningar inleds här en dimensionering av konstruktionen. Den kommer att ligga till grund för mängder och dimensioner av material när limträ och stål jämförs kostnadsoch miljömässigt under senare delar. All dimensionering utgick från standard och lagerförda dimensioner i så stor utsträckning som möjligt. Dessutom premierades lika dimensioner på olika bärverksdelar så ofta det ansågs rimligt. 2.1 Geometri och grundläggande förutsättningar Befintliga ritningar ger en uppfattning om byggnaden. Fyra typdelar av 24x25 m sammanfogas till en hallbyggnad på 96x25 m enligt figur 2.1. Befintliga ritningar från Kungsleden återfinns i bilaga 4. 96000 25000 24000 Figur 2.1: Måtten och tänkt plan för hallbyggnaden Figur 2.1 demonstrerar vidare pelarnas placering i byggnaden, mellanväggarnas placering och hallens grundläggande mått. Pelarna i både ytterväggen och mellanväggarna bär upp takkonstruktionen. Ytterväggar, mellanväggar och tak isoleras och bekläs med ett täckande lager av perforerad plåt som omsluter byggnaden. 2.1.1 Stomlinjer För att enkelt kunna referera till bärande delar i en byggnad används stomlinjer. A Alla pelare står i en skärning mellan en stomlinje betecknad av en bokstav och en siffra, t.ex. A1, D9 etc. Fackverk och balkar ligger mellan två skärningar. I figur UPPDRAG.NR RITAD/KONSTR. AV HANDLÄGGARE Projekt nr DATUM Arkitekt AB tel. 099-99 99 99 Author ANSVARIG BET PROJEKT FASTIGHET 13 PROJEKTTY Unnamed Proj Designer SKALA ÄN

BET ÄNDRINGEN AVSER DATUM SIGN UPPDRAG.NR DATUM RITAD/KONSTR. AV ANSVARIG SKALA NUMMER BET EXAMENSARBETE: SKOG ELLER GRUVA 2.2 syns hallens samtliga stomlinjer. Längs långsidan, mellan stomlinjerna med sifferbetckning är avståndet mellan linjerna 6 m. På kortsidan är avståndet 5 m. F E 25000 D C B A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 96000 X:\Desktop\EX-jobbshalliträ.rvt Figur 2.2: Stomlinjer för hallbyggnaden K STUDENTERNA EXEMPEL KUNGSLEDEN INDUSTRIHOTEL 2 E. HOLTUG, R. HÖGBERG 2016-04-20 14:18:40 2.1.2 Tak PROJEKTTYP Planvy över hallen i limträ A1 A3 1:200 1:400 A40.1-1 Den fria takhöjden är enligt befintliga ritningar 4,55 m. Taklutningen fastställdes till 3,5 grader. Hallbyggnaden skulle ha en fri spännvidd på 25 m mellan stomlinje A och F. För att klara den spännvidden krävs en kraftig takkonstruktion upplagd på två pelare. Konstruktioner av det slaget är ofta dyra. För att minimera kostnaderna används en enklare och billigare lösning i mellanväggar och gavlar. Befintliga ritningar visar en takbalk upplagd på 6 pelare med ett avstånd av 5 m. De olika takbalkarna benämns fortsättningsvis primär- respektive sekundärbalk enligt figur 2.3 och 2.4. 14 Figur 2.3: En sektion som visar primärbalken, här i stål

2. Dimensionering Figur 2.4: En sektion över sekundärbalken som återfinns i gavel- och melanväggar Primärbalken återfinns i i stomlinjerna: 2, 3, 4, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 14, 15 och 16. Sekundärbalken utgör taket för övriga stomlinjer, dvs: 1, 5, 9, 13 och 17. 2.1.3 Vindstag Alla infästningar i hela stommen antogs vara ledade. Det är ett vanligt sätt att räkna och förenklar beräkningarna. På grund av ledade infästningar behövde vindstag införas för att byggnaden inte ska falla ihop. Vindstag placerades på både kort och långsidan och tar upp laster enligt färgkodningen i figur 2.5. Figur 2.5: Vindstag och kraften de tar upp enligt färgkodning Vindstagen placerade på långsidan tar upp vindlasterna som verkar på kortsidan och vice versa. För att inte ta hänsyn till knäckning i stagen dimensionerades de endast för dragkraft. Stagen sattes i kryss och kan därmed ta drag åt varsitt håll. Vindstagens placering antyds i figur 2.5. De på långsidan placeras mot kortsidan och hamnar därför mellan stomlinjerna: A1-A2, F1-F2, A16-A17 och F16- F17. På kortsidan är de placerade i mitten av mellanväggar och gavlar och därmed mellan: C1-D1, C5-D5, C9-D9, C13-D13 och C17-D17. 2.1.4 Pelare På grund av att vindstagen och takkonstruktionen ser olika ut behövde pelarna delas upp i grupper. Hur pelarna delades upp visas i figur 2.6. 15

EXAMENSARBETE: SKOG ELLER GRUVA Figur 2.6: Den första typdelen av hallbyggnaden med de olika pelartyperna markerade Pelare A är den vanligaste typen och finns längs långsidorna med undantag för ändarna mot gaveln vart pelare B finns. Pelare B som p.g.a. vindstagen utsätts för en större last och återfinns utöver markerat i figur 2.6, även i A16, A17, F16 och F17. Pelare C är längre än tidigare nämnda, men bär upp en lägre last eftersom den endast behöver bära 1/6 av sekundärbalken. Pelare D är slutligen den längsta pelaren. Den påverkas av sekundärbalken och vindstagen som sitter fästa i den. 2.2 Laster 2.2.1 Egentyngd Enligt Eurocode 1991-1-1 valdes egentyngd för limträ GL32c till 4 kn/m 3. Fackverkets tyngd sattes till 18 kn enligt Maku (2016) för ett 25 m stålfackverk. Egentyngden för klimatskalet sattes till 0,4 kn/m 2 enligt Skogsindustrierna (2007, s. 35). 2.2.2 Snölast Snölast på tak dimensionerades enligt Eurocode 1991-1-3. Snölasten s [kn/m 2 ] beräknades genom ekv. (2.1). s = µ i C e C t s k (2.1) Taklutningen α sattes till 3,5 grader för bestämning av formfaktor µ i. Enligt tabell 5.2 i Eurocode 1991-1-3, s. 17 sattes µ 1 till 0,8 för sadelbalkar av fall (i). Exponeringsfaktorn C e för normal topografi sattes till 1,0 enligt tabell 5.1 i Eurocode 1991-1-3, s. 15. Den termiska koefficient C t sattes till 1,0 för tak med liten värmegenomgångskoefficient. Snölastens grundvärde på mark s k valdes till 2,0 kn/m 2 för Stockholms kommun enligt figur C-2 i Boverket (2005). 16

2. Dimensionering 2.2.3 Vindlast Vindlasten dimensionerades enligt Eurocode 1991-1-4. Höjden h för bestämning av vindlaster sattes till 7 m för att vara på säkra sidan. Terrängtyp enligt tabell 4.1 i Eurocode 1991-1-4, s. 20 valdes till typ 1 då byggnadens placering inte var bestämd. Referensvindhastighet v b sattes enligt figur C-4 i Boverket (2005, s. 45-46) för Stockholms kommun till 24 m/s. Karakteristisk vindtryck q p (Z e ) valdes enligt tabell C-10a i Boverket (2005, s. 50) genom interpolering. För byggnader med h < b kan vindlasten antas vara jämnt utbredd över hela höjden enligt Eurocode 1991-1-4, s. 32. 2.2.3.1 Utvändig vindlast Utvändig vindlast W e beräknades genom ekv. (2.2). W e = q p (Z e ) C pe (2.2) För bestämning av formfaktor för utvändig vindlast C pe användes zonindelning enligt figur 2.7 för villkoret e < d. Där är e det minsta värdet av bredden b och dubbla höjden 2h och d är djupet på byggnaden. Bestämning av C pe gjordes via interpolering av värden från tabell 7.1 i Eurocode 1991-1-4, s. 35. Figur 2.7: Zonindelning och beteckningar för vertikala väggar hämtad ur Eurocode 1991-1-4, s. 34 2.2.3.2 Vindlast på tak Vindlast på tak beräknades likt utvändig vindlast, dock med zonindelning enligt figur 2.8 på nästa sida och C pe enligt tabell 7.2 i Eurocode 1991-1-4, s. 36-37. 17

EXAMENSARBETE: SKOG ELLER GRUVA Figur 2.8: Zonindelning och beteckningar för plana tak hämtad ur Eurocode 1991-1-4, s. 36 2.2.3.3 Invändig vindlast Invändig vindlast W i beräknades genom ekv. (2.3) W i = q p (Z i ) C pi (2.3) Karakteristisk vindtryck q p (Z i ) sattes lika med q p (Z e ). Formfaktor för invändig vindlast C pi sattes till 0,9 C pe enligt Eurocode 1991-1-4, s. 48 då alla öppningsbara ytor är på en sida av byggnaden, se ritningar i bilaga 4. Invändig vindlast beräknades med vinden angripande på båda långsidor, vilket gav ett positiv respektive negativt tryck. 2.2.3.4 Summering av vindlast Summering gjordes enligt figur 2.9 på motstående sida. 18

2. Dimensionering Figur 2.9: Vindlast på ytor hämtad ur Eurocode 1991-1-4, s. 25 Den horisontella vindlasten på kort och långsidan beräknades som utvändig vindlast plus/minus respektive positiv och negativ invändig vindlast. I figur 2.9 är (a) med vindriktning mot öppningsbara sidan och (b) med vindriktning mot stängde sidan. Summeringen gjordes för zonerna över respektive area. Höjden sattes till 7 m, längden på kortsidan till 25 m och långsidan uppdelad i 4 stycken 24- meterssektioner. Summering av de vertikala vindlasterna på taket bestämdes för varje enskild zon och summerades till en jämnt utbredd last över hela taket. 2.2.4 Lastkombinering Lastkombinering beräknades enligt Eurocode 1990. För lagerbyggnader valdes säkerhetsklass 2 enligt Boverket (2005, s. 7). Tabell 2.1: Lastreduktionsfaktor för snö och vind enligt Boverket (2005, s. 10) Last ψ 0 ψ 1 ψ 2 Snö 0,7 0,4 0,2 Vind 0,3 0,2 0 Lastreduktionsfaktor för snö och vind valdes enligt tabell 2.1. Lastkombinering räknades för laster kopplad till respektive bärverksdel. Takstolar tar upp laster av sin egna tyngd samt snölast, egentyngd av yttertak och vindlast på tak över en 6m bredd strimma längs hela sin spännvidd. Pelare tar upp sin egentyngd och reaktionskrafter från upplägget av takstolen. Från symmetri tar pelaren halva reaktionskraften från primärbalkarna. 2.2.4.1 Brottgränstillstånd Lastkombinering för brottgränstillstånd beräknades för senare dimensionering av enskilda byggnadsdelar. Lasterna kombinerades till det minst gynnsamma fallet enligt figur 2.2 på nästa sida. 19

EXAMENSARBETE: SKOG ELLER GRUVA Tabell 2.2: Dimensioneringsvärden för laster (STR/GEO) (Uppsättning C) hämtad ur Boverket (2005, s. 22) För säkerhetsklass 2 sattes γ d till 0,91 enligt Boverket (2005, s. 7). 2.2.4.2 Bruksgränstillstånd Lastkombinering för bruksgränstillstånd för momentanverkan (karakteristisk) och långtidseffekt (kvasi-permanent) beräknades för den minst gynnsamma kombination enligt figur. 2.10 respektive i figur. 2.11. Figur 2.10: Lastkombinering för karakteristisk bruksgräns hämtad ur Eurocode 1990, s. 43 Figur 2.11: Lastkombinering för kvasipermanent bruksgräns hämtad ur Eurocode 1990, s. 44 I figur 2.10 och 2.11 är G k, j permanenta utbredda laster. P är permanenta punktlaster. Q k, i är variabla laster. Lastkombinering i bruksgräns beräknades enbart för laster på primärbalken i limträ. 20

2. Dimensionering 2.3 Stålkonstruktion Dimensionering av stålkonstruktionen gjordes enligt Eurocode 1993-1-1. I alla bärverksdelar av stål antogs stålkvaliteten S355. Hallbyggnaden dimensionerades med utformning enligt figur 2.12. Figur 2.12: En 3D-bild över hur stommen i hallen ser ut 2.3.1 Fackverk Lasten på taket beräknades enligt avsnitt 2.2.4.1 på sidan 19 och angavs som en utbredd last inklusive egentyngd över hela spännvidden. Fackverk beställs oftast enligt producenternas standardmått, dimensionerade för specifika laststorlekar. Därför skickades en prisförfrågan till Maku, SMSAB samt SWL för ett fackverk som klarar den dimensionerande lasten. Två företag gav jämförbara svar. Ett förslag på fackverk ses i figur 2.13. Figur 2.13: Förslag på fackverk från Försäljare på SWL (2016-04-12) En kontroll av företagens beräkningar kunde inte utföras eftersom de inte vidarebefordrats. Därmed skulle en helt ny beräkning behöva inledas, någonting som försökte undvikas från början i och med tidsschemat. 21

EXAMENSARBETE: SKOG ELLER GRUVA 2.3.2 Sekundär takbalk Takbalkarna i gavel- och mellanväggar dimensionerades för lasten beräknad enligt avsnitt 2.2.4.1 på sidan 19. Figur 2.14: Statiskt system för takbalk i gavelsektionen med lasten Q gavelbalk Balken blev aningen överdimensionerad eftersom tyngden är beräknad med egentyngd från fackverket och inte sin egen. Skillnaden blev förhållandevis liten till övriga laster och ansågs därför inte påverka dimensioneringen. Balken antogs vara ledat upplagd på 6 stöd i form av pelare, se figur 2.14. Balken ansågs även kontinuerlig över alla 25 meter och dessutom försummades taklutningen. Moment och tvärkraft pga. lasten bestämdes med hjälp av Strusofts balkberäkningsprogram Concrete Beam. Datorberäkningarna kontrollerades mot balktabell ur Isaksson och Mårtensson (2010, s. 162). Balken dimensionerades för böjmoment i enlighet med villkoret (2.4) och tvärkraft enligt villkoret (2.5). Balkens tvärsnittsklass beräknades efter tabell 5.2 i Eurocode 1993-1-1, s. 42-43 för både livet och flänsen. M Ed M c,rd (2.4) M c,rd = M pl,rd = W pl f y γ M0 För tvärsnitt i klass 1 och 2 (2.4a) Där γ M0 är en partialkoefficient hämtad ur Eurocode 1993-1-1, s. 45. W pl,rd är böjmotståndet för den aktuella dimensionen hämtad ur Isaksson och Mårtensson (2010, s. 58). En startdimension fås från överslagsberäkning. Vid beräkning av tvärkraftskapaciteten behövdes skjuvarean A v enligt ekv. (2.5b). Den valda dimensionen kontrollerades i villkoret (2.5). V Ed V c,rd (2.5) V c,rd = V pl,rd = A v fy 3 För tvärsnitt i klass 1 och 2 (2.5a) γ M0 A v = A 2 b t f + t f (t w + 2 r) (2.5b) Samverkan mellan tvärkraft och moment behövde inte beaktas om utnyttjandegraden var mindre än 50 % enligt Eurocode 1993-1-1, s. 53. 2.3.3 Vindstag Hallen försågs med vindstag i analogi med avsnitt 2.1.3. Med stöd i fackverksmetoden beräknades stångkrafterna i vindsträvorna och närliggande pelare enligt det statiska systemet i figur 2.15. 22

2. Dimensionering Figur 2.15: Det statiska systemet för vindstag där P vindstag är den summerade lastpåverkan av vind på respektive kort- och långsida Från den statiska beräkningen bestämdes dragspänningen i staget som sedan kontrollerades mot villkoret (2.6). N Rd > N Ed (2.6) N Rd = A f y γ M0 (2.6a) Erforderlig stålarea från ekv. (2.6a) fördelades på antalet kryss i respektive riktning. För kortsidan tar ett stag vindlasten på en typdel. För långsidan tar varje stag en 1/4 av den totala lasten. Därefter valdes ett kvadratiskt VKR-rör av lämplig dimension. För att systemet skulle behålla sin jämvikt behövde en reaktionskraft ta upp den vertikala komposanten till dragkraften i vindstagen. Den kraften visade sig enligt bilaga 2 (s. 4) påverka pelaren som vindstaget är fäst i överkant på. Den tillskottslasten behandlades i dimensionering av pelare. 2.3.4 Pelare Figur 2.16: Statiskt system för pelare med lasten P P elare Figur 2.17: Statiskt system för pelare vid vindstag med lasten P P elare 23

EXAMENSARBETE: SKOG ELLER GRUVA 2.3.4.1 Typ A Pelare av typ A är placerad på byggnadens långsida enligt figur 2.6 på sidan 16 med det statiska systemet enligt figur 2.16. Lasten på pelaren är reaktionskraften från fackverket samt en strimma av 6 meter yttervägg. Pelaren dimensionerades med en längd på 5,5 m. 2.3.4.2 Typ B Pelarna av typ B är placerad enligt figur 2.6 och är kopplad till vindstagen med statiska systemet enligt figur 2.17. Pelaren dimensionerades utöver lasten som för typ A också för en tillskottslast enligt avsnitt 2.3.3 på sidan 22. 2.3.4.3 Typ C Pelare av typ C är placerad på byggnadens kortsidan enligt figur 2.6 med statiska systemet enligt figur 2.16. Pelarna belastas av reaktionskraften från sekundärbalken enligt tabell 5.5.4 i Isaksson och Mårtensson (2010, s. 162), egentyngd och tyngd av gavelväggar från en 5 m lång strimma. Pelarna dimensionerades med höjden 5,8 m. 2.3.4.4 Typ D Pelarna av typ D är placerad enligt figur 2.6 och är kopplad till vindstagen med statiska systemet enligt figur 2.17. Pelaren dimensionerades utöver lasten som för typ C också för en tillskottslast enligt avsnitt 2.3.3 på sidan 22. Pelarna dimensionerades för en höjd på 6,1 m. 2.3.4.5 Pelardimensionering Pelarna dimensionerades för att uppfylla villkoret (2.7). N ed är den dimensionerande normalkraften som verkar på pelaren och kommer från lasten beräknad enligt avsnitt 2.2.4.1. N c,rd är tryckkapaciteten för pelare utan hänsyn till knäckning enligt ekv. (2.7a). N b,rd är istället tryckkapaciteten för pelare där inverkan av knäckning måste beaktas enligt ekv. (2.7b). Pelare med slankhetstalet λ < 0.2 24

2. Dimensionering kan dimensioneras utan hänsyn till knäckning. N Ed N Rd (2.7) N c,rd = f y A γ M0 (2.7a) N b,rd = χ f y A (2.7b) χ = γ M1 1 φ + φ 2 λ 2 dock högst 1,0 (2.7c) φ = 0.5(1 + α(λ 0.2) + λ 2 ) (2.7d) λ = L cr i π I i = A fy E (2.7e) (2.7f) Oavsett om hänsyn till knäckning ska tas eller inte bestämdes knäckningslängden L cr från Eulers knäckningsfall 1 till L cr = L. Se det statiska systemet i figur 2.16 och 2.17 på sidan 23. Index för knäckning α bestämdes enligt tabell 6.1 i Eurocode 1993-1-1, s. 57. Val av knäckningskurva gjordes utifrån pelarens geometri i enlighet med tabell 6.2 i Eurocode 1993-1-1, s. 58. Pelarna dimensionerades också för böjmoment från initialkrokighet enligt villkoret (2.8). M Ed M b,rd (2.8) M Ed = N krok L2 8 N krok = 8 N Ed e 0,d L 2 M b,rd = Z y f y γ M1 (2.8a) (2.8b) (2.8c) Det dimensionerande momentet M Ed för initialkrokighet beräknades för den utbredda lasten N krok vilken hämtades ur figur 2.18 på följande sida. Initialkrokighetsvärdet e 0,d /L hämtades från tabell 5.1 i Eurocode 1993-1-1, s. 32. 25

EXAMENSARBETE: SKOG ELLER GRUVA Figur 2.18: Ekvivalenta horisontalkrafter för snedställning respektive initialkrokighet hämtad ur Eurocode 1993-1-1, s. 34 2.4 Träkonstruktion Träkonstruktioner dimensionerades enligt Eurocode 1995-1-1 med hjälp av Limträhandboken, Skogsindustrierna (2008). 2.4.1 Sadelbalk Takbalkarna dimensionerades utifrån grundgeometrin där de fasta värdet på 3,5 graders taklutning fortsatte gälla. Valet av balktyp föll på en sadelbalk, se figur 2.19. Riktvärden för dimensioner av balken gavs av Skogsindustrierna (2007, s. 38) och användes för att beräkna egentyngden av balken. Figur 2.19: En sadelbalk med kanthöjden h och mitthöjden H hämtad ur Skogsindustrierna (2008) Sadelbalken har två olika höjder, h är höjden vid upplaget och är alltid lägre än H som är balkhöjden på mitten. För att bevara taklutningen om 3,5 grader blev förhållandet mellan dem H = h + l/2 tan(3, 5). Limträkvaliteten valdes till GL32h vilket har hållfasthetsvärden enligt Swedish Standards Institute (2008). Det statiska systemet för sadelbalken visas i figur 2.20. 26

2. Dimensionering Figur 2.20: Det statiska systemet för sadelbalken där Q sadelbalk är laster från snö, vind och egentyngd 2.4.1.1 Böjning Enligt Skogsindustrierna (2008) är spänningen i icke rektangulära balkar störst på avståndet x från upplaget. Avståndet bestämdes enligt ekv. (2.9). x = h 2 H l (2.9) Momentet och tvärsnittshöjden i det aktuella snittet beräknades med klassisk mekanik. Därmed beräknades spänningen σ ur ekv. (2.10). σ = M W W = b h2 6 (2.10) (2.10a) Spänningen beräknad i ekv. (2.10) användes i villkoret (2.11). σ k m,α f md (2.11) k m,α = 1 (2.11a) 1 + ( f md 1,5 f vd tan(α)) 2 + ( f md f c90d tan 2 (α)) 2 f md = k mod f mk γ M f vd = k mod f vk γ M f c90d = k mod f c90k γ M (2.11b) (2.11c) (2.11d) Faktorn k mod hämtades ur tabell 3.1 i Eurocode 1995-1-1, s. 29 och beror av materialet, klimatklassen och lastvaraktigheten. Det dimensionerande hållfasthetsvärdet f d bestämdes ur ekv. (2.11b)-(2.11d). Partialkoefficienten γ M hämtades ur tabell 2.3 i Eurocode 1995-1-1, s. 26. Vinkeln α i ekv. (2.11a) är taklutningen. Reduktionsfaktorn k m,α som beräknades i ekv. (2.11a) användes eftersom limträets lameller behövde kapas snett. I underkanten kapas lamellerna rakt och fick ingen reduktionsfaktor. Balkens överkant på avstånden x blev därmed dimensionerande ur böjsynpunkt och kontrollerades enligt ekv. (2.11). 27

EXAMENSARBETE: SKOG ELLER GRUVA 2.4.1.2 Skjuvning Den dimensionerande skjuvkraften i takbalken beräknades enligt ekv. (2.12) och beror av tvärkraften och tvärsnittet. τ d = 1, 5 V b h (2.12) Skjuvkraften ska vara mindre än skjuvkraftskapaciteten enligt villkoret (2.13). τ d f vd (2.13) På grund av sprickbildningar i träet behövde f vd även reduceras med ytterligare en faktor vid skjuvkrafter enligt Eurocode 1995-1-1, s. 41. För limträ ej exponerat för solljus eller nederbörd ska reduktionsfaktorn k cr sättas till det minsta värdet av 1 eller 3/f vk enligt Boverket (2005, s. 120). Den slutgiltiga skjuvkraften kontrollerades i villkoret (2.14). τ d f vd k cr (2.14) 2.4.1.3 Upplagstryck I upplaget mellan pelare och balk blev det en stor kraft på liten yta och därmed ett högt tryck. Det dimensionerande trycket beräknades i ekv. (2.15) där den effektiva längden l eff är längden på upplaget +30 mm enligt Eurocode 1995-1-1, s. 39 och R är reaktionskraften mellan balken och pelaren. σ c90 = R b l eff (2.15) Kontroll gjordes mot f c90d ur ekv. (2.11d) enligt villkoret (2.16). σ c90 f c90d k c90 (2.16) Faktorn k c90 är 1,75 för limträ av barrträd med l 2h enligt Eurocode 1995-1-1, s. 39. Skulle sadelbalken inte klara trycket kan en vot sättas överst på pelaren. Voten bidrar till att öka upplagsarean och minska trycket. Den beräknades inte, då den antogs bidra med försumbar massa för kostnadsoch miljöanalys. 2.4.1.4 Nedböjning Nedböjningen i träbalkar kan ofta bli stor och är därför viktig att kontrollera. Den beror av den omedelbara deformationen u inst samt krypningar i träet u kv. Dimensionerande laster hämtades ur figur 2.10 och 2.11 i avsnitt 2.2.4.2 på sidan 20. Nedböjning för sadelbalkar är komplicerat och beräknas lättast med hjälp av dator enligt Skogsindustrierna (2008, s. 84). Däremot kan en ungefärlig nedböjning beräknas med ett förenklat kontinuerligt tvärsnitt. Det gjordes genom att beräkna den effektiva höjden h e från ekv. (2.17b). Den användes för beräkning av 28

2. Dimensionering ett ekvivalent yttröghetsmoment I e enligt ekv. (2.17a). Nedböjningen från både omedelbar deformation och krypning beräknades ur ekv. (2.17). u = 5 384 q l4 E I e (2.17) I e = b h3 (2.17a) 12 h e = h + l tan(v) (2.17b) 3 Nedböjningen från krypning reducerades med en faktor k def, vilken är 0,8 för limträ i klimatklass 2 enligt tabell 3.2 i Eurocode 1995-1-1, s. 31. Den totala nedböjningen beräknades ur ekv. (2.18) vilken är en omskrivning av ekvationen 2.2 i Eurocode 1995-1-1, s. 22. u tot = u inst + k def u kv (2.18) Den totala nedböjningen ska enligt Eurocode 1995-1-1, s. 56 begränsas till mellan l/150 och l/300 där l är spännvidden. För vidare rekommendationer hänvisas det ofta till Skogsindustrierna (2008) där värdet för takbalkar i industrilokaler är l/150. Värdet ur ekv. (2.18) fick inte överstiga l/150. 2.4.2 Sekundärbalkar Takbalkarna i trä på gavelsektionen dimensionerades med samma antaganden som för stålbalkarna i avsnitt 2.3.2 på sidan 22. Det statiska systemet visas i figur 2.14 på sidan 22. Lasten på balken bestämdes enligt avsnitt 2.2.4.1 på sidan 19. Limträ av kvalitet GL32h valdes. Balken dimensionerades för böjmoment enligt villkoret (2.19). M Ed M Rd (2.19) M Rd = W y f md k crit 1 för λ rel 0.75 k crit = 1.56 0.75 λ rel för 0.75 < λ rel 1.4 1 för 1.4 < λ λ 2 rel rel λ rel = f m.k σ m,crit σ m,crit = π E 0,05 I z G 0,05 I y l ef W y (2.19a) (2.19b) (2.19c) (2.19d) Effektiv längd l ef bestämdes från tabell 6.1 i Eurocode 1995-1-1, s. 46 till 0, 9 l för en fritt upplagd balk med jämnt utbredd last. Balken dimensionerades för tvärkraft enligt villkoret (2.20). V Ed V Rd (2.20) V Rd = h b ef f vd 1, 5 b ef = k cr b (2.20a) (2.20b) 29

EXAMENSARBETE: SKOG ELLER GRUVA För beräkning av effektiv bredd b ef valdes faktorn k cr till 0,67 för limträ enligt Eurocode 1995-1-1, s. 41. 2.4.3 Vindstag Vindstag i trä dimensionerades för samma last som stål enligt avsnitt 2.3.3 på sidan 22. Vindstagen påverkas enbart av vindlasten vilken är samma för båda hallar. Vindstagen dimensionerades enligt det statiska systemet i figur 2.15 på sidan 23 för att uppfylla villkoret (2.21). Limträ av kvalitet GL30c valdes. N Ed N t,rd (2.21) N t,rd = f td A (2.21a) f td = f tk k mod γ M (2.21b) 2.4.4 Pelare Pelare dimensionerades för lasten beräknad enligt avsnitt 2.2.4.1 på sidan 19. Pelarna antogs vara led i båda ändar. Limträ av kvalitet GL30c valdes. 2.4.4.1 Typ A Pelare av typ A är placerad på byggnadens långsida i enlighet med figur 2.6 på sidan 16. Den bär reaktionskraften från fackverkstakstolarna samt en strimma av 6 m yttervägg. Pelaren dimensionerades för en längd på 4,55 m. 2.4.4.2 Typ B Pelarna av typ B är kopplade till vindstagen och dimensionerades utöver lasten som för typ A, för en tillskottslast enligt avsnitt 2.3.3 på sidan 22. 2.4.4.3 Typ C Pelare av typ C är placerade på byggnadens kortsida enligt figur 2.6. Pelarna antogs belastas av reaktionskraften från sekundärbalkarna enligt tabell 5.5.4 i Isaksson och Mårtensson (2010, s. 162), egentyngd och tyngd av plåtväggar från en 5 m strimma. Pelarna dimensionerades med höjden 5,8 m. 2.4.4.4 Typ D Pelarna av typ D är kopplade till vindstagen och dimensionerades därför utöver lasten som för typ C också för en tillskottslast enligt avsnitt 2.3.3 på sidan 22. Pelarna dimensionerades för en höjd på 6,1 m. 30

2. Dimensionering 2.4.4.5 Dimensionering av pelare Pelarnas dimensionerade för att uppfylla villkoret (2.22). N Ed N Rd (2.22) N Rd = k c f cd A f cd = f ck k mod γ M 1 k c = k + k 2 λ rel 2 k = 0.5(1 + β c (λ rel 0.3) + λ 2 rel) λ rel = λ π f c,k E 0,05 λ = L c 12 b (2.22a) (2.22b) (2.22c) (2.22d) (2.22e) (2.22f) Knäckningslängden L cr bestämdes enligt Eulers knäckningsfall 1 till L cr = L. Pelare av typ A och C har ett statiskt system enligt figur 2.16 och pelare B och D enligt figur 2.17 på sidan 23. Faktorn för bärverksdelar β c sattes till 0,1 för limträ enligt Eurocode 1995-1-1, s. 45. 31

3 Livscykelskostnad av stommarna För att jämföra prisbilderna för en stomme i limträ och en stomme i stål genomfördes en LCC-beräkning. Där beaktades endast de delar som skiljde stommaterien åt. Takbeläggning, isolering i tak och väggar, fasader och grundläggning var ointressant eftersom de medförde samma kostnader oberoende av stommaterial. En tabell över de olika dimensionerna i stål och limträ uppfördes. Mängder och dimensioner bestämdes för offertförfrågan. Alla priser var beräknades exkl. moms. Enligt Wikells byggberäkningar (2016) är materialkostnaden för infästningar tillräckligt små för att bortses ifrån när en allmän kostnadskalkyl upprättas. 3.1 Materialkostnader för stålstomme En offertförfrågan skickades till erkända svenska ståltillverkare: BE groupe, Stena stål AB och Tibnor enligt Stålbyggnadsinstitutet (2016b). Pris för fackverk erhölls från två olika stålfackverkstillverkare. Det priset inkluderade även transport och brandskyddsmålning. Priset för pelare, balkar och rör erhålls per löpmeter för standardsortimentets längder ur prislista från BEgroup (2016). Alla pelare och balkar antogs behöva kapas en gång var, vilket medförde en extra kostnad. Transportkostnader beräknades utifrån materialets totalvikt. För varor köpta på löpmeter beräknades kostnaden för brandskyddsmålning utifrån målningsbar yta. 3.2 Materialkostnader för limträstomme I Skogsindustrierna (2007) listas fyra stora svenska limträtillverkare: Martinsons, Moelven, Glulam of Sweden och Setra. Till samtliga skickades en prisförfrågan där material- och transportkostnad till Stockholm var av intresse. I förfrågan framgick det tydligt att prisuppgifterna var avsedda att användas i ett examensarbete och alltså inte av faktisk kund. Svar erhölls dels i löpmeterpriser och styckpriser på sadelbalkarna, dels i totalsumma för hela köpet. Totalpriset beräknades i fall det inte angivits och jämfördes med övriga svar. Det lägsta priset valdes för prisjämförelse mot stålkonstruktionen. 3.3 Arbetskostnader En uppskattning av arbetskostnader för de två stomvalen bestämdes med hjälp av Wikells byggberäkningar (2016) och jämfördes mot kalkylprogrammet Bidcon. 33

EXAMENSARBETE: SKOG ELLER GRUVA De två skiljer tydligt på materialkostnader och arbetskostnader. Beräkningarna utgick från priset på en primärsektion vilken det finns 12 stycken av. För de fem sekundärsektionerna antas arbetet vara lika oavsett stommaterial och bortsågs ifrån. Utöver materialkostnader och arbetskostnader fanns där för stål även en UEkostnad. Det vill säga en kostnad för underentreprenör. Eftersom både Wikells byggberäkningar (2016) och Bidcoin riktar sig mot byggfirmor är UE-kostnaden någonting de normalt inte själva kan göra. I detta fall svetsning som måste utföras av en svetsare. Wikells byggberäkningar (2016) utgår från en lönekostnad på 196kr/h. Utöver det tillkommer ett omkostnadspålägg på 253% vilket täcker maskiner, byggledning, bodar osv. UE-kostnaderna har ett omkostnadspålägg på 10%. 3.3.1 Arbetskostnader för trästommen I Wikells byggberäkningar (2016) finns en maximal spännvidd för sadelbalk i limträ på 12 m vilken tar 2 timmar att montera. För stål finns spännvidderna 16 m och 24 m vilka båda tar 3 timmar vardera. Spännvidden verkade inte påverka arbetstiden, men antogs för hallens 25 m sadelbalk ta 3 timmar att montera. Den totala arbetskostnaden beräknades enligt ekv. (3.1) P ris = antal timmar lönekostnad/timme (1 + omkostnadspålägg) (3.1) 3.3.2 Arbetskostnader för stålstommen UE-kostnaden för att montera pelarna visade sig innehålla priset för materialet. Stålpelaren i Wikells byggberäkningar (2016) är en HEA240. För att bli av med den hämtades ett pris för HEA240 från BEgroup (2016) och subtraherades från den totala UE-kostnaden. För det rena arbetet beräknades arbetskostnaderna i likhet med de för trästommen. Till UE-arbetet adderades även 10 % i omkostnadspålägg. 3.4 Underhållskostnader Enligt arbetets handledare, Krister Johansson på Kungsleden AB (2016-04-19) är underhållskostnader för själva stommen inget de kalkylerar för. Stommen underhålls sällan eller aldrig och oavsett om det uppkommer ett underhållsbehov ser han ingen skillnad i pris beroende på material. 3.5 Rivning och återvinning Likt arbetskostnader krävdes en offert från relevant företag för att beräkna rivningskostnaden. Av Kalkylerare på Rivkompaniet (2016-04-20) erhölls en prisbild för skillnaden mellan att riva stål- och limträstommen. Det priset kontrollerades även med Krister Johansson på Kungsleden AB (2016-04-19), som för inte 34

3. Livscykelskostnad av stommarna så länge sedan beställde rivning av en stålhall. Dessutom erhölls ett ungefärligt totalpris för rivning av stålhallen. Det priset var inte av intresse för rapporten eftersom det inkluderade rivning av ytterväggar, tak mm. Endast skillnaderna var intressanta och där togs totalpriset inte upp i resultatet. 35

4 Miljöanalys av stomme Följande miljöanalys analyserade miljöpåverkan i form av växthuseffekten med avseende på CO 2e. Det är ett mått på alla gaser med mera, som släpps ut och har skadlig effekt på växthuseffekten. Alla utsläppen räknades ihop och redovisas med enheten kg CO 2e. Miljöanalysen beaktade skillnaden mellan den stommen i limträ och stål dimensionerade i kapitel 2 på sidan 13. Vidare beaktade miljöanalysen faserna A1-A4 samt D enligt figur 1.6 på sidan 8. Det innebär att uppbyggnaden, användningen och rivningen inte inräknades. Skillnaderna mellan materialvalen antogs inte skilja sig så mycket i dessa faser. Svetsar, kopplingar och målning antogs dessutom bidra med så små mängder att deras påverkan i analysen försummades. 4.1 Stomme i stål Miljöanalysen för stål utgick från den totala mängd stålmaterial i hallbyggnadens bärande stomme. Pelare, fackverk, balkar och stag antogs vara av varmvalsat stål. Analysen delades upp i tre steg: bidraget från tillverkning, bidraget från transport och bidraget från återvinning. Mängden återvunnit material som ingår i produktion av stommen och återvinningen av hallen efter rivning ingick i beräkningen av miljöpåverkan. Enligt Beckers (2010) antogs brandskyddsfärgens energiåtgång från produktionen vara försumbar. Analysen gjordes med utgångspunkt i exempel från Jernkontoret (2013). 4.1.1 Tillverkning, fas A1-A3 Beräkning av miljöpåverkan från tillverkning av stålprofiler gjordes enligt ekv. (4.1). M tillverk = M vaggatillgrind m nytt (4.1) I tillverkningen av stålprofiler ingår både återvunnet stål och ny järnmalm. Enligt Inköpschef på Stena stål (2016-04-27) är fördelningen ungefär 25 % nytt stål och 75 % återvunnet stål för de balkar de säljer. Därför sattes m nytt till 25 % av totalmängden. Miljövärdet M vaggatillgrind hämtades ur figur 4.1 för varmvalsat stål. 37

EXAMENSARBETE: SKOG ELLER GRUVA Figur 4.1: Rekommenderade värden på M vaggatillgrind för olika kolstål, hämtad ur Jernkontoret (2013, s. 42) 4.1.2 Transport, fas A4 Hur mycket utsläpp som kommer från transporten av materialet beror av transportsträckan, mängden material och transportsättet. För beräkning av miljöpåverkan från transporter användes ekv. (4.2). M T rp = M transport Totalmängd Avstånd (4.2) Miljövärdet för transport M transport hämtades ur figur 4.2. BEgroup (2016) föreslår en fördelning av transportslag till: 40% tung lastbil, 23% tåg och 37% båt. Transportsträckan Kiruna-Stockholm bestämdes med hjälp av Google Maps till 1250 km. Figur 4.2: Värden på M transport av stål för olika transportsätt, hämtad ur Jernkontoret (2013, s. 49) 4.1.3 Återvinning, fas D Miljövärdet från återvunnet material beräknades enligt ekv. (4.3). Värdet är en viktning av hur mycket återvunnet material som användes i konstruktion och hur 38

4. Miljöanalys av stomme mycket av konstruktionen som återvanns. M Atervinning = M AV (Stalskrot in Stalskrot ut ) (4.3) Stalskrot ut = Totalmängd AV grad Stalskrot in = Totalmångd m nytt (4.3a) (4.3b) Stalskrot in är den mängd återvunnet material som finns i hallbyggnaden. Stalskrot ut är istället den mängd material som efter rivning återvinns. Från kontakt med Inköpare på Skrottcentralen (2016-04-26) valdes återvinningsgraden AV grad till 100 %. Det innebär att allt stål som finns i stommen återvinns. Miljövärdet vid återvinning M AV sattes till 75 % av M vaggatillgrind enligt Jernkontoret (2013, s. 61). Det betyder att produktion av balkar med återvunnet stål kräver 75 % av energin som malmbaserad produktion kräver. 4.2 Stomme i limträ 4.2.1 Tillverkning, fas A1-A3 Enligt Erlandsson (2015) finns miljödata för Martinssons limträprodukter enligt figur 4.1. A1-A3 är faserna från vagga till grind, se även tabell 1.6 på sidan 8 för definition av A1, A2 och A3. Träet binder koldioxid under hela sin existens och miljövärdet ska därför räknas som negativt fram tills att träet bränns, allt enligt Erlandsson (2015). Biogent karboninnhold enligt tabell 4.1, eller på svenska bundet koldioxid,- har satts till -718 kg CO 2e /m 3. Utsläpp från faserna A1-A3 har satts till 39 kg CO 2e /m 3. Skillnaden mellan det bundna och det utsläppta koldioxidvärdet är -679 kg CO 2e /m 3 vilket användes i beräkningarna. Tabell 4.1: CO 2e per m 3 limträ enligt Erlandsson (2015) Den erforderliga volymen limträ hämtades enligt bilaga 8 (s. 1) och gav den totala vikten på utsläppta växthusgaser. Martinsons har valt att köpa 100% ren vattenkraft som energikälla och utsläppet kan variera mellan leverantörer. 4.2.2 Transport, fas A4 Utsläpp av CO 2e för genomsnittliga transporter uppskattades enligt McKinnon och Piecyk (2010) till 62 g CO 2e /ton km. Därav beräknades utsläppen koldioxid genom att använda distansen från Martinsons fabrik i Bygdsiljum till den antagna byggplasten i Stockholm och vikten i ton baserat på volymen limträ med en densitet på 400 kg/m 3. 39

EXAMENSARBETE: SKOG ELLER GRUVA 4.2.3 Återvinning, fas D Det antogs att allt limträ bränns efter rivning. Vid förbränningen släpps den bundna koldioxiden ut i atmosfären och utsläppet för återvinning sattes till 718 kg CO 2e /m 3. Värdet multiplicerades med mängden limträ. 40

5 Resultat Resultatet för föregående 3 kapitlen samlas här. Först redovisas resultatet från dimensionering av stommen i stål och stommen i limträ. Vidare redovisas livscykelkostnaden och miljöanalysen. 5.1 Dimensionering Nedan redovisas resultatet av laster och valda dimensioner för stål och limträ. För dimensionering av bärverksdelar anges både utnyttjandegrad och vald dimension. 5.1.1 Laster 5.1.1.1 Dimensionerande snölast Snölast beräknades enligt avsnitt 2.2.2 på sidan 16 till S = 1, 6kN/m 2. För beräkningar se bilaga 1 (s. 1). 5.1.1.2 Dimensionderande vindlaster 5.1.1.2.1 Utvändig vindlast Beräkning av utvändig vindlast utfördes enligt avsnitt 2.2.3.1 på sidan 17. Resultatet redovisas i tabell 5.1 där negativa värden är en sugande kraft. Beräkningar återfinns i sitt sammanhang i bilaga 1 (s. 2-3). Tabell 5.1: Vindlast W e för utvändig vindlast på respektive zon Zon W E A -1.017 [kn/m 2 ] B -0.678 [kn/m 2 ] C -0.424 [kn/m 2 ] D 0.593 [kn/m 2 ] E -0.254 [kn/m 2 ] 5.1.1.2.2 Utvändig vindlast på tak Beräkningar av vindlast på tak utfördes enligt avsnitt 2.2.3.2 på sidan 17. Resultatet redovisas i tabell 5.2 och finns i sitt sammanhang i bilaga 1 (s. 4-5). 41

EXAMENSARBETE: SKOG ELLER GRUVA Tabell 5.2: Vindlast W e för vindlaster på tak för resp. zoner Zon W E 5.1.1.2.3 Invändig vindlast F -1.526 [kn/m 2 ] G -1.017 [kn/m 2 ] H -0.593 [kn/m 2 ] I 1-0.17 [kn/m 2 ] I 2 0.17 [kn/m 2 ] Invändig vindlast med vinden angripande från sidan med öppna lastportar beräknades till W i = 0.534 kn/m 2 (övertryck i byggnaden). För vindriktning mot sidan utan lastportar beräknades invändig vindlast till W i = -0.299 kn/m 2 (undertryck i byggnaden). Allt enligt avsnitt 2.2.3.3 på sidan 18 och för beräkningar se bilaga 1 (s. 5-6). 5.1.1.2.4 Summering av vindlast Summerade vindlaster beräknades enligt avsnitt 2.2.3.4 på sidan 18 och uppgår till -291.5 kn på kortsidorna och 142.3 kn på långsidorna. Taket får ett maximalt vindtryck på 0.458 kn/m 2 och maximalt vinddrag på -0.091 kn/m 2. Se bilaga 1 (s. 6-7). 5.1.1.3 Lastkombinering 5.1.1.3.1 Brottgränstillstånd Lastkombinering utfördes enligt avsnitt 2.2.4.1 på sidan 19. Dimensionerande laster för enskilda bärverksdelar redovisas i tabell 5.3. För utförliga resultat se bilaga 1 (s. 9-10). Takstolarna för limträ och stål belastas med olika laster eftersom deras egentyngder varierar. 42 Tabell 5.3: Dimensionerande last i brottgräns för olika bärverksdelar Bärverksdel Dimensionerande last Stål Trä Vindstag kortsida 194,4 [kn] Vindstag långsida -379,9 [kn] Takstol 17,64 [kn/m] Pelare A 236,3 [kn] Pelare B 601,1 [kn] Pelare C 116,3 [kn] Pelare D 353,4 [kn] Takstol 18,2 [kn/m] Pelare A 243,7 [kn] Pelare B 608,4 [kn] Pelare C 119,5 [kn] Pelare D 357,3 [kn]

5. Resultat 5.1.1.3.2 Bruksgränstillstånd Lastkombinering i bruksgränstillstånd utfördes enligt avsnitt 2.2.4.2 på sidan 20. Dimensionerande last på den primära takbalken beräknades till 14,0 kn/m för karakteristisk last och till 5,5 kn/m för kvasipermanenta laster, för utförliga beräkningar se bilaga 3 (s. 3). 5.1.2 Dimensioner på de olika bärverksdelarna I dimensioneringssamband används ofta förkortningarna Ed och Rd. Ed representerar det dimensionerande värdet. Vilken kraft eller tryck en bärverksdel utsätts för, alltså hur mycket den behöver kunna bära. Rd används för kapaciteten på den valda profilen och beskriver hur mycket den kan bära. Genom att dividera Ed-värdet med Rd-värdet ges en utnyttjandegrad. 5.1.2.1 Dimensioner på den primära stålbalken Den primära stålbalken, d.v.s fackverket finns att läsa om i avsnitt 2.3.1 på sidan 21. Eftersom de inte dimensionerades i rapporten finns endast en ritning för det färdiga fackverket. Ritningen med specifikationer som skickades med från SWL finns i bilaga 5. 5.1.2.2 Dimensioner på den primära limträbalken Tillvägagångssättet för beräkning av sadelbalken beskrivs under avsnitt 2.4.1 på sidan 26 och resultatet redovisas i tabell 5.4. För utförliga beräkningar se bilaga 3 (s. 4-8). Upplagstrycket beräknades med en area på 215x270 mm. Till pelare med mindre tvärsnittsarea monteras en vot. Massan av voterna antogs vara liten och försummades. Tabell 5.4: Dimensioneringsresultat för sadelbalken Ed Rd Utnyttjandegrad Böjspänning 16,9 [MPa] 19,4 [MPa] 87% Skjuvspänning 1,68 [MPa] 1,92 [MPa] 88% Upplagstryck 3,52 [MPa] 3,70 [MPa] 95% Nedböjning 124 [mm] 167 [mm] 74% 5.1.2.3 Dimensioner på sekundärbalkar i stål och limträ Takbalkar i stål dimensionerades enligt 2.3.2 på sidan 22, för beräkningar se bilaga 2 (s. 10-16). Takbalkar i trä dimensionerades enligt 2.4.2 på sidan 29, för beräkningar se bilaga 3 (s. 15-18). Resultatet redovisas i tabell 5.5. 43

EXAMENSARBETE: SKOG ELLER GRUVA Tabell 5.5: Dimensioneringsresultat för sekundärbalkarna Stål Trä Ed Rd Utnyttjandegrad Vald profil Moment 46,3 [knm] 61,4 [knm] 75,4% HEA140 Tvärrkraft 53,4 [kn] 207,6 [kn] 25,7% HEA140 Moment 47,9 [knm] 49,9 [knm] 96,0% 190x405 Tvärrkraft 55,1 [kn] 83,6 [kn] 65,9% 190x405 5.1.2.4 Dimensioner på vindstag av limträ och stål Vindstagen dimensionerades för stål enligt avsnitt 2.3.3 på sidan 22 och för trä enligt 2.4.3 på sidan 30. Den erforderliga arean per stag visas tillsammans med vald profil i tabell 5.6. Beräkningarna för stag i stål visas i bilaga 2 (s. 4-6) och för stag i trä i bilaga 3 (s. 9-11). Notera att den redovisade arean är för ett vindstag. Den totala erforderliga arean är för vindstagen på långsidan är 4 gånger större och för kortsidan 5 gånger större. Tabell 5.6: Erforderlig tvärsnittsarea per vindstag Stål Trä Ed Rd Utnyttjandegrad Vald profil Kortsida 863,6 [mm 2 ] 879 [mm 2 ] 98,2% VKR 60x60x4 Långsida 380,2 [mm 2 ] 434 [mm 2 ] 87,6% VKR 40x40x3 Kortsida 15720 [mm 2 ] 22500 [mm 2 ] 69,9% 150x150 Långsida 6921 [mm 2 ] 8100 [mm 2 ] 85,4% 90x90 5.1.2.5 Dimensioner på pelare av typ A och B Pelarna i stål dimensionerades enligt 2.3.4 på sidan 23. För beräkningar se bilaga 2 (s. 7-9 och 20-22). Pelare i trä dimensionerades enligt 2.4.4 på sidan 30, för beräkningar se bilga 3 (s. 12-13 och 21-22). Resultatet för pelare typ A redovisas i tabell 5.7 och för typ B i tabell 5.8. Stål Tabell 5.7: Dimensioneringsresultat för pelare av typ A Ed Rd Utnyttjandegrad Vald profil Normalkraft 236,3 [kn] 553,3 [kn] 42,7% HEA140 Moment 4,3 [knm] 61,4 [knm] 7,1% HEA140 Trä Normalkraft 243,6 [kn] 497,8 [kn] 50,0% 215x215 44 Stål Tabell 5.8: Dimensioneringsresultat för pelare av typ B Ed Rd Utnyttjandegrad Vald profil Normalkraft 601,1 [kn] 824,3 [kn] 72,9% HEA140 Moment 11,0 [knm] 87,0 [knm] 12,7% HEA140 Trä Normalkraft 608,4 [kn] 625,1 [kn] 97,3% 215x270

5. Resultat 5.1.2.6 Dimensioner på pelare av typ C och D Pelarna dimensionerades för stål enligt avsnitt 2.3.4 på sidan 23, för beräkningar se bilaga 2 (s. 17-19 och 23-25). Pelare i trä dimensionerades enligt 2.4.4 på sidan 30, för beräkningar se bilaga 3 (s. 19-20 och 23-24). Resultatet för pelare C redovisas i tabell 5.9 och för pelare D i tabell 5.10. Stål Tabell 5.9: Dimensioneringsresultat för pelare av typ C Ed Rd Utnyttjandegrad Vald profil Normalkraft 116,3 [kn] 173,0 [kn] 67,2% HEA100 Moment 2,4 [knm] 29,5 [knm] 8,0% HEA100 Trä Normalkraft 119,5 [kn] 322,1 [kn] 37,1% 190x190 Stål Tabell 5.10: Dimensioneringsresultat för pelare av typ D Ed Rd Utnyttjandegrad Vald profil Normalkrafk 353,4 [kn] 716,3 [kn] 49,3% HEA160 Moment 7,2 [knm] 87,0 [knm] 8,3% HEA160 Trä Normalkraft 357,3 [kn] 364,5 [kn] 98,1% 190x215 5.2 Livscykelkostnadsanalys 5.2.1 Materialkostnad för limträstomme Beräkningar av materialkostnader gjordes enligt avsnitt 3.2 på sidan 33. Resultatet redovisas i tabell 5.11, för beräkningar se bilaga 8 (s. 2). Tabell 5.11: Materialkostnader för limträstomme Längd Pris/meter Pris 90x90 60 77 4620 115x115 79 123 9717 190x190 58 242 14036 190x215 61 260 15860 190x405 125 436 54500 215x215 118 274 32414 215x270 36 329 11976 Antal Pris/styck Sadelbalk 12 41600 499200 Frakt 1 37000 37000 Σ 679323 Kr 45

EXAMENSARBETE: SKOG ELLER GRUVA 5.2.2 Materialkostnad för stålstomme Beräkningar av materialkostnader gjordes enligt 3.1 på sidan 33. Resultatet redovisas i tabell 5.12, för beräkningar se bilaga 8 (s.2). Tabell 5.12: Materialkostnader för stålstomme Längd Pris/meter Pris HEA 100 58 226,29 13125 HEA 140 268 334,69 89697 HEA 160 105 411,92 43252 VKR 40x40x3 65 65,16 4222 VKR 60x60x4 79 124,55 9839 Antal Pris/styck Kapning 82 138 11316 Frakt 1 40384 40384 Brandskydd profil 369 150 55272 Fackverk inkl. frakt 12 26250 315000 Brandskydd fackverk 12 18750 225000 Σ 807109 Kr 5.2.3 Arbetskostnader för limträstomme I tabell 5.13 redovisas arbetsåtgången och kostnaderna för en primärsektion. Hur priserna beräkandes finns under avsnitt 3.3.1 på sidan 34. Tabell 5.13: Arbetsåtgång och arbetskostnader för primärsektioner i limträ Timmar Kostnad [kr] Sadelbalk 3 1488 Limträpelare 3 1488 Pelarinfästning 2 992 Σ 8 3968 Pris för 12 stycken 47616 5.2.4 Arbetskostnader för stålstomme Tabell 5.14 redovisar resultatet för arbetet i samband med primärsektion i stål. Notera att enligt avsnitt 3.3.2 på sidan 34 monterades stålpelarna med hjälp av en UE. Arbetstiden för UE finns inte redovisat i Wikells byggberäkningar (2016) och återges därför inte i tabellen. 46

5. Resultat Tabell 5.14: Arbetsåtgång och arbetskostnader för stålstomme Timmar Kostnad [kr] Fackverksbalk 3 1488 Stålpelare - 14277 Pelarinfästning 1,5 744 Cementbruksunderstoppning 1 496 Σ 5,5 17005 Pris för 12 stycken 204060 5.2.5 Kostnadssammanställning I tabell 5.15 redovisas en kostnadsjämförelse mellan hallbyggnaden i limträ och stål. Underhållet av stommen visade sig enligt avsnitt 3.4 på sidan 34 vara densamma för både stål- och limträstommen. Rivning och återvinning av stommen bestämdes enligt avsnitt 3.5 på sidan 34 endast till en skillnad mellan stommarna, inte något totalpris. Tabell 5.15: Jämförelsekostnader [tkr] Trä Stål Materialkostnader 679 807 Arbetskostnader 48 204 Underhåll av stommen Rivning och återvinning 100 0 Σ 827 1011 184 Posterna är enligt Kungsleden antingen 0, eller lika stora. Posterna är en jämförelse mellan stål och trä. Ingen totalsumma. 5.3 Miljöanalys 5.3.1 Analys av stålhallen Beräkningar av koldioxidekvivalentvärdet för stålkonstruktionen gjordes enligt avsnitt 4.1 på sidan 37. Resultatet av analysen redovisas i figur 5.16. För beräkningar se Bilaga 9. 47

EXAMENSARBETE: SKOG ELLER GRUVA Tabell 5.16: Koldioxidekvivalent för stålstommen Utsläpp [kg CO 2e ] A1-A3 55200 A4 5594 D -41400 Σ 19390 5.3.2 Analys av trähallen Beräkning av miljöpåverkan från stommen i trä gjordes enligt avsnitt 4.2 på sidan 39. Resultatet redovisas i tabell 5.17, för beräkningar se Bilaga 10. A1-A3 blev negativt eftersom träet binder koldioxid. Det släpps sedan ut i och med energiutvinning eller förmultning. Resultatet förutsätter att inget limträ återanvänds i nya produkter. Tabell 5.17: Koldioxidivalent för trästommen Utsläpp [kg CO 2e ] A1-A3-74466 A4 1942 D 78743 Σ 6219 5.3.3 Sammanställning Värden för koldioxidekvivalenten för hallen i stål och limträ från tabellerna 5.16 respektive 5.17 summerades och redovisas i tabell 5.18. Miljöanalysen visade att limträstommen släpper ut 32 % CO 2e av vad stålstommen gör. Tabell 5.18: Koldioxidekvivalent [kg CO 2e ] Trä Stål 6219 19390 13171 48

6 Diskussion 6.1 Diskussion av dimensionering 6.1.1 Allmänt om dimensionering Hallbyggnadens geometri var i stora drag given genom Kungledens ritningar. Vi valde att utgå ifrån dessa och inte göra några ändringar. Nockhöjden kunde inte bestämmas definitivt eftersom den beror av höjden på den bärande takbalken. Höjden sattes kanske något högt, till 7 m istället för befintlig ritning på 6,67 m. Det kan göra byggnaden lite överdimensionerad. En utredning om alternativa stomsystem gjordes inte då det ansågs för tidskrävande, även om det kunde ha givit ett billigare alternativ. Även om vi kollade på en specifik byggnad tror vi att stora delar kan överföras på liknande hallbyggnader i samma storleksklass. Eftersom dimensioneringen enbart låg till grund för den senare kostnadsoch miljöanalysen behövde vissa avgränsningar göras. Den sekundära takbalken dimensionerades efter antagandet med en taklutning på 0 grader jämfört med den verkliga på 3,5 grader. Båda vinklarna är inom ramen för plana tak och skulle möjligtvis kunna ge en lite underdimensionering. Underdimensioneringen äts upp av den i förväg lite överdimensionerade lasten. 6.1.2 Dimensionering i stål Från början var tanken att vi skulle dimensionera vårt egna fackverk. Vi stötte tidigt på problem, då det inte fanns någon standard vid val av geometri för fackverk. Ritningarna vi fick från Kungsleden visade på en takbalk ritad som ett fackverk. Taklutningen var bestämd och fortsatte gälla. För att dimensionera fackverket sökte vi information om det optimala förhållandet mellan antal strävor och lutningen på dem. Vi hittade inga entydiga svar. Till slut bestämde vi oss för att använda ritningen som underlag för antal strävor och deras lutning. Arbetet med att dimensionera fackverket visade sig komplicerat. Samtidigt insåg vi att även om vi dimensionerade fackverket, fanns inga representativa kostnader att redovisa. Löpermeterpriset på vald dimension skulle hamna långt ifrån den slutgiltiga produkten eftersom stora arbetskostnader tillkom. I och med att mycket jobb skulle försvåra situationen tog vi beslutet att låta en fackverkstillverkare bestämma dimensioner på varje enskild del i fackverket. De kom sedan att sätta ett pris på hela fackverket, både i fråga av material och arbetskostnad. Därmed tror vi att kostnaden blev så nära verkligheten som möjligt. 49

EXAMENSARBETE: SKOG ELLER GRUVA 6.1.3 Dimensionering i limträ Trä skiljer ur dimensionerings synpunkt ganska mycket från stål. Stål har samma hållfasthetsegenskaper åt alla håll, vart träs ändras beroende av kraftriktning. Det tog därför lite tid att sätta sig in i limträs hållfasthetsegenskaper. Vi tog stor hjälp av Limträhandboken och Limträguiden. Framförallt vid dimensionering av sadelbalken var guiderna mycket användbara. Limträhandboken är en verktyg för dimensionering enligt Eurocode. Eurocode beskriver inte beräkningsgången så en komplementerande bok som limträhandboken var ett välkommet supplement. Valet av takkonstruktion som till slut föll på sadelbalk var inte självklart. Vi valde att använda ett fackverk till stål och funderade länge på att använda detsamma för trä. Fackverk för stålbyggnad var till synes den vanligaste lösningen. Vi frågade Martinsons vilken typ av taklösning som var den vanligaste för spännvidder på runt 25 m utan att få svar. Från en bildsökning på internet verkade sadelbalk vara det vanligaste för byggnader liknande vår. I och med det tyckte vi att jämförelsen gjordes för den vanligaste typen av respektive takkonstruktion. 6.1.3.1 Brandskyddsdimensionering Vi avgränsade oss från att brandskyddsdimensionera enligt Eurocode. Priset för brandskyddet ansågs vara av betydlig storlek och uppskattades. För stål togs en ungefärlig kostnad för brandskyddsmålning fram. Brandskyddsmålningen räcker som skydd och påverkar inte dimensionerna på balkar och pelare. För limträstommen granskade vi avsnitt 4.3.1 i Eurocode 1991-1-2 för lastkombinering vid olyckesfall. I den lastkombineringen användes lastreduktionsfaktorn ψ 2,i som för vindlast är 0. Lasten på limträpelarna B och D minskar då kraftigt och ger en relativt låg utnyttjandegrad vid brand. Limträpelarna A och C tar inga vindlaster men har å andra sidan en mindre utnyttjandegrad. Utifrån de faktorerna antog vi att konstruktionerna kommer klara sig för brand. 6.2 Diskussion av livscykelkostnadsanalysen 6.2.1 Materialkostnad Att hitta materialkostnader för stål och limträ var förhållandevis enkelt. Ståldimensionerna vi behövde fanns som lagervara hos de flesta svenska ståltillverkare. Genom prislistor med löpmeterpriser kunde vi enkelt beräkna materialkostnaden. Vi hittade även pris för kapning och beräknade priset för en stomme levererad till byggplatsen klar att monteras. Limträdimensionerna är lite grövre än de standarder som finns på byggvaruhusen. Därför skickade vi en offertförfrågan till 4 olika limträetillverkare, varav tre svarade. Priserna varierade mellan 680 000kr och 820 000kr. Minst hälften av den skillnaden berodde på det varierande priset av sadelbalkarna. Prisskillnaden för sadelbalkarna kan ha sin grund i att det var en speciell produkt. Priset var även inklusive trailerfrakt till Stockholm och eftersom de olika tillverkarna finns på olika orter i Sverige kan fraktpriset variera. Priset var på färdigkapade delar vilket gjorde de direkt jämförbara med stålpriset. 50

6. Diskussion Vi hade läst att kostnaden för limträprodukter var linjärt berodde av volymen. I ett försök att minska volymen för de stora sadelbalkarna undersökte vi fackverk i limträ som alternativ. Vi ringade Göran Wahlberg, Konstruktör på Martinsons (2016-04-13). Enligt den ursprungliga offerten kostade en sadelbalk cirka 45 000 kr. Göran tyckte att det priset var något högt och borde sänkas med någon tusenlapp. Samtidigt uppskattade han att ett motsvarande fackverk i limträ skulle kosta upp emot 80 000 kr styck. Materialkostnaderna minskar samtidigt som arbetskostnaderna ökar kraftigt. Fackverket uppskattade vara ungefär 45 % dyrare än sadelbalken. Att valet av takkonstruktion föll på sadelbalkar visade sig alltså vara det ekonomiskt bästa. Materialvalet kan även påverka andra materialkostnader indirekt. T.ex. väger stålet mer än träet och kommer därmed belasta grunden mer. Stålet väger 140 ton och träet 40 ton vilket ger en skillnad på 250 %. Det adderades till snölasten som motsvarade 480 ton och gav en totalvikt på 620 respektive 520 ton. Skillnaden i totalvikt uppgick till 20 %. Därtill ska isoleringsmaterial, ytterväggar mm. läggas till och kommer jämna ut siffrorna ytterligare. Därför tror vi grundläggningen kommer vara av samma dimensioner, oavsett om stommen uppförs i limträ eller stål. 6.2.2 Arbetskostnader Vi hade svårt att få tag i någon som hade tid att uppskatta arbetskostnaderna. Som beskrivs i metoden i avsnitt 3.3 på sidan 33 använde vi oss istället av Wikells bok för prisbestämningen. Boken gav åtminstone ett ungefärligt värde. Enligt Wikells bok var trästommen uppdelad i materialkostnader och arbetskostnader. Stålstommen hade material- och arbetskostnader men även UEkostnader som visade sig innehålla båda delarna. I boken specificerades inte de enskilda delarna av UE-kostnaden. Eftersom vi redan räknat med materialkostnaderna en gång antog vi det rimligt att räkna bort dem ur UE-kostnaderna. Övriga materialkostnader vi räknat fram stämde bra med bokens materialkostnader och vi tror således att arbetskostnaderna för UE uppskattades på ett korrekt sätt. I Wikells räknades det med en spännvidd på 24 m för stål vilket antogs likvärdigt med våra 25 m. I Wikells visades arbetsåtgången skilja mellan uppförandet av limträ- och stålstommen. I Bidcon gjorde den det inte och var likvärdig med Wikells arbetsåtgång för stålstommen. För UE-kostnaden som var den stora utgiften ligger boken och datorprogrammet väldigt nära varandra. Eftersom Bidcon inte var lika specifikt med att redovisa indata valde vi Wikells kostnadskalkyl. 6.2.3 Underhållskostnader Kungsleden som förvaltar fastigheter ansåg att underhållskostnaderna inte behövde beräknas och därför såg vi ingen anledning till att göra det. Däremot diskuterade vi lite kring målningen av stommen. Ibland kan hyresgästen vilja måla balkarna för att de ska vara estetiskt tilltalande. Då kan limträ och stål behöva målas om med olika tidsintervaller och olika typer av färger. Det skulle 51

EXAMENSARBETE: SKOG ELLER GRUVA kunna påverka underhållskostnaden. Hallen ska användas som lagerlokal och vi ansåg det otroligt att hyresgästen skulle vilja måla av estetiska skäl. 6.2.4 Rivnings- och återvinningskostnader För rivnings- och återvinningskostnaderna har vi enbart en källa och därför har vi inte kunnat göra en kvalitativ uppskattning av resultatet. Efter att ha försökt kontakta flertalet rivningsfirmor var det endast Rivkompaniet som gav ett svar. Prisskillnaden mellan en stål- och limträstomme uppskattades till 100 000 kr enligt Rivkompaniet. Det berodde främst på att stålet hade ett skrotvärde på 130 000 kr. Det går alltså att sälja stålet för den summan efteråt. Efter rivning används limträ för uppvärmning, men generar ingen inkomst. Stålstommen var dyrare att riva då det kräver mer utrustning än limträstomme. Vi fick även ett totalpris på cirka 1 250 000kr. Priset innehåller även pris för rivning av t.ex. isolering, klimatskydd mm. Därför ansåg vi priset ointressant för examensarbetet. 6.3 Miljöanalys Våra kunskaper kring LCA var mycket små innan arbetet startade. Miljöanalysen inleddes därför med att söka information kring hur en LCA genomförs. Efter lite sökningar insåg att en LCA kan göras på många nivåer av noggrannhet. Då LCA var endast var en liten del av examensarbetet var vi tvungna att avgränsa oss på ganska många plan. Vår första tanke var att vi skulle använda ett av LCA-programmen som finns tillgängliga. Vi valde Gabi redan under litteraturstudiefasen och ansökte om studentlicens. När vi väl skulle börja insåg vi att databaserna i studentversionerna var begränsade och att programmet inte fungerade som vi tänkt oss. Vi trodde att Gabi skulle vara mer användarvänlig plattform för icke insatta miljöanalytikern. Därmed ansåg vi att Gabi lämpades mer för avancerade analyser. Genom att söka efter värden i byggmaterialdeklarationer, LCA-publikationer, på Svenskt trä, Jernkontroret och SBI fick vi istället fram de värden vi ansåg nödvändiga. De kunde sedan beräknas i en MathCAD fil. Informationssökningen tog mer tid än väntat och på grund av det hade vi inte längre tid att beräkna andra faktorer som behövs för att göra en fullständig LCA. Eftersom vi endast granskat en faktor var det inte möjligt att slutföra LCA:en. I och med det ansåg vi det mer lämpligt att kalla det miljöanalys, eftersom vi inte undersökt tillräckligt många faktorer för att vikta ett värde för en LCA. 6.3.1 Val av indata för miljöanalysen För stål har Jernkontoret gett ut en publikation som handlar om stålets kretslopp. I den fann vi många användbara definitioner och ekvationer vi använde oss av för beräkningarna. Ett exempel på skillnader i indata visade sig när vi jämförde ett av deras värden mot en ståltillverkares. Från Jernkontoret fann vi att stål släpper ut 1,6 kg CO 2e /kg material. När vi letade data för brandskyddsmålning av stål fann vi hos en ståltillverkare att samma värde uppgick till 2,7 kg CO 2e /kg material. 52

6. Diskussion Vad skillnaderna i deras beräkningar beror på har vi svårt att kommentera. Det ska dock tilläggas att värdet för återvinning också var olika och vi misstänker att de använde olika metoder. För limträ fanns flertalet liknande uppgifter men valet för vår rapport föll på Martinsons av en enkel anledning. Presentation av informationen, vad den beräknats med för värden och vad slutsiffran verkligen berörde var tydligare än i andra byggmaterialdeklarationer. 6.3.2 Beaktade delar av miljöanalysen Vi valde att börja miljöanalysen med att fokusera på växthuseffekten eftersom vi ansåg den starkast förknippad med miljö. Att vi inte undersökte utfallet av försurning och ozonuttunning beror endast på tidsbrist. Under avsnittet 1.2.6 på sidan 8 tas energiåtgång och materialåtgång upp som relevanta faktorer. I LCC:en var materialåtgången en av de dominerande faktorerna. Energiåtgången vid produktion och transport beror starkt av just materialmängden som genom det är kopplad till miljöpåverkan. 6.4 Diskussion av resultaten Resultaten vi fick vid dimensioneringen tycker vi verkar rimliga. Alla beräkningar gjordes enligt Eurocode utefter bästa förmåga. Vi hade ingen handledare med konstruktionstekniska kunskaper vilket gör att ingen granskat beräkningarna. För att beräkningar ska vara godkända för byggnation krävs en tredje parts granskning. Vi hade inga direkt jämförbara beräkningar att kontrollera mot och antog i brist på annat att de var korrekt utförda. Vi gjorde enklare överslagsberäkningar i Stursofts dimensioneringsprogram FEM-design. De gav liknande svar som våra handberäkningar. Det var ännu ett skäl att anse beräkningarna för trovärdiga. LCC-analysen gjordes för att så bra som möjligt kostnadsjämföra de två hallbyggnaderna. Resultatet från den var begränsad till informationen som var tillgänglig utan att göra en faktisk beställning på byggnationen. Resultatet visade att skillnaden mellan att bygga hallen med stomme i limträ var nästan 200 000 kr billigare än att bygga den i stål. Ett tidigare finskt examensarbete vi tittat lite på visade samma resultat. Vad som visade sig vara avgörande för resultatet var brandskyddet. Det som förvånande oss och många andra vi pratade med resultatet om är att trä var bra kostnadsmässigt ur brandsynpunkt. Samtidigt var brandskydd cirka en tredjedel av materialkostnaderna för stål. Vi ansåg därför att brandegenskaperna hos de två materialen utgjorde den främst avgörande posten i kostnadsjämförelsen. Att trä var det miljövänligaste av de två jämförda materialen var det vi utgick från. Som märks i resultatdelen är tillverkningen och råvarumaterialutvinningen den energikrävande fasen. Det som däremot förvånade oss var hur mycket av stålet som kan återvinnas. Ju mer återvunnet material vi låter använda i byggmaterialet, desto mer kommer den slutgiltiga koldioxidekvivalenten att minska. Det kanske rent av finns en gräns när stål är det bättre av de två materialen. 53

EXAMENSARBETE: SKOG ELLER GRUVA 6.5 Diskussion av examensarbetets gång Över lag är vi båda mycket nöjda med arbetsgången. Tidsplanen som upprättades precis i början av arbetet visade sig vara mycket väl disponerad och följdes till punkt och pricka. Den planerade omfattningen av de olika momenten i examensarbetet har ibland behövs justerats för att hålla tidsplanen. Framförallt tycker vi det är synd att LCA:en var tvungen att krympas ner till en miljöanalys. Hade vi börjat om med arbetet nu hade vi försökt korta ner tiden för dimensioneringen. Möjligen genom att använda FEM-design eller helt enkelt förenkla dimensioneringen betydligt. Det hade gett oss mer tid att genomföra miljöanalysen och därmed kanske kommit fram till en LCA. I övrigt är vi mycket nöjda och känner att vi haft stor fördel av ett nära samarbete med ämnesgranskaren. 54

7 Slutsats Resultatet av arbetet sammanställdes till priset enligt tabell 5.15 på sidan 47 vart det syns att limträstommen är 184 000 kr billigare än stålstommen. Vidare kan det avläsas från miljöanalysen i avsnitt 5.3 på sidan 47 att trästommen släpper ut enbart 1/3 av CO 2e -mängden som stålstommen gör. Alla resultat beräknades med antagandet att bygg ort är Stockholm och byggnadens livslängd sattes till 50 år. Utifrån resultatet rekommenderas Kungsleden att bygga sitt Industrihotell med stomme i limträ. Genom resultaten kan det konkluderas att både syfte och mål har uppnåtts. Limträ stod sig bevisligen mycket väl mot stål ekonomiskt. Från miljöanalysens beaktade aspekter visades limträ som förväntat vara det bästa alternativet. 7.1 Rekommendationer och fortsatta studier Begränsningarna i vårt arbete ligger i att vi enbart har kollat på en specifik byggnad. Att skapa ett generellt underlag för t.ex. olika spännvidder och storlekar på hallbyggnader kan vara ett förslag till fortsatta studier. I vårt arbete hade ett enklare sätt att bestämma miljövärden för produktion av både limträ och stål varit en mangel. Ett system för enklare bedömningar skulle vara mycket aktuellt. Miljöanalysen blev i vårt fall begränsad och en utförligare LCA med underlag i vår dimensionering kan vara ett förslag till framtida studier. Det skulle också vara intressant att få med delarna för nedmontering i miljöanalysen. 55

Litteraturförteckning Axelsson, K. & Kallaiaridis, P. (2005). Träkonstruktion (4. utg.). Uppsala: Polacksbackens Repro. Beckers. (2010). Byggvarudeklaration - Brennicks Safir stål. Hämtad från www. sundahus.se BEgroup. (2016). Hea balk - prislista. Hämtad 19 april 2016, från www.begroup.se Björk, C. & Reppen, L. (2000). Så byggdes staden. Stockholm: Svensk Byggtjänst AB. Boverket. (2005). Bfs 2015:6 - EKS 10. Hämtad från www.boverket.se Ciroth, A., Huppes, G., Klöpffer, W., Rüdenauer, I., Steen, B. & Swarr, T. (2008). Environmental Life Cycle Costing (D. Hunkeler, K. Lichtenvort & G. Rebitzer, Red.). Florida: CRC Press. Erlandsson, M. (2015). Varudeklaration - EPB Limträ. Hämtad från www.martionsons. se Eurocode. (1990). Grundläggande dimensioneringsregler för bärverk. Swedish Standards Institute. Eurocode. (1991-1-1). Laster på bärverk -Allmäna laster - Tunghet, egentyngd och nyttig last för byggnader. Swedish Standards Institute. Eurocode. (1991-1-2). Laster på bärverk -Allmäna laster - Termisk och mekanisk verkan av brand. Swedish Standards Institute. Eurocode. (1991-1-3). Allmäna laster - Snölast. Swedish Standards Institute. Eurocode. (1991-1-4). Allmäna laster - Vindlast. Swedish Standards Institute. Eurocode. (1993-1-1). Dimensionering av Stålkonstruktioner. Swedish Standards Institute. Eurocode. (1995-1-1). Dimensionering av Träkonstruktioner. Swedish Standards Institute. Föreningen Sveriges Skogsindustrier. (2016). Limträhandbok - Del 1 (1. utg.). Stockholm. Isaksson, T. & Mårtensson, A. (2010). Regler- och formelsamling. Byggkonstruktion. Lund: Studentlitteratur. ISO 14040. (2006). Miljöledning -Livscykelanalys - Principer och struktur. Jernkontoret. (2013). Stålkretsloppet - slutrapport. Hämtad 25 april 2016, från www.jernkontoret.se Jernkontoret. (2015). Svenska järn- och stålindustrins historia. Hämtad 31 mars 2016, från www.jernkontoret.se Knutsson, H. (2003). Miljöegenskaper för lättbyggnad med stål. Hämtad 25 april 2016, från www.sbi.se Maku. (2016). Offert. Hämtad 7 april 2016, från www.maku.se/default.asp?id= OFFERT&sLang=sv-se 57

EXAMENSARBETE: SKOG ELLER GRUVA Martinsons. (2016). Limträstommar. Hämtad 11 maj 2016, från www.martinsons. se McKinnon, A. & Piecyk, M. (2010). Measuring and managing co2 emissions of european chemical transport. Hämtad från cefic-staging.amaze.com Miljönytta. (2015). Stål formar en bättre framtid. Hämtad 31 mars 2016, från www.miljonytta.se Nordin, T., Wretman, L. & Grundstedt, O. (1998). Svenska ellok : en bok om det svenska ellokets historia. Stockholm: Svenska järnvägsklubben. Northpower. (2016). Din stålhall. Hämtad 27 april 2016, från www.northpower.se PEFC. (2015). PEFC Skogscertifiering. Hämtad från www.pefc.se Persson, P. & Nilson, J. (2012). Val av stomsystem (Examensarbete, Örebro Universitet). Insitutionen för naturvetenskap och teknik. Hämtad från www. diva-portal.org Riksantikvarieämbetet. (2013). Rapport från riksantikvarieämbetet - Materialguiden. Hämtad från www.raa.se Ruukki. (2014). Environmental product declaration for ruukki construction products. Hämtad från www.ruukki.com Skogsindustrierna. (2003). Trägudien. Hämtad 25 april 2016, från www.traguiden. se Skogsindustrierna. (2007). Limträ guide (4. utg.). Stockholm. Skogsindustrierna. (2008). Limträ handbok (2. utg.). Stockholm. Skogsindustrierna. (2016a). Allmänt om limträ. Hämtad 2 maj 2016, från www. svenskttra.se Skogsindustrierna. (2016b). Limträ - Frågor och svar. Hämtad 31 mars 2016, från www.svensktlimtra.se Skogsindustrierna. (2016c). Limträ - Histrorik. Hämtad 31 mars 2016, från www. svensktlimtra.se Skogsindustrierna. (2016d). Trä och miljö. Hämtad 31 mars 2016, från www. svenskttra.se Skogsstyrelsen. (2014). Skogsstatistiska årsboken. Hämtad från www.pefc.se Stålbyggnadsinstitutet. (2016a). Om stål. Hämtad 31 mars 2016, från www.sbi.se Stålbyggnadsinstitutet. (2016b). Stålgrossister. Hämtad 19 april 2016, från www. sbi.se Swedish Standards Institute. (2008). Ss-en 1194. Hämtad från www.sis.se Södergran, J. (2012). Kostnadsjämförelse av stål-,trä- och betongstomme (Examensarbete, Yrkeshögskolan Novia). Hämtad från www.diva-portal.org Tygre. (2016). Assessment of the overall process sustainability. Hämtad 11 maj 2016, från www.tygre.eu Wikells byggberäkningar. (2016). Sektionsfakta- nyb 16/17. Växjö. 58

LITTERATURFÖRTECKNING Personliga kontakter Försäljare på SWL. (2016-04-12). E-post konversation. Inköpare på Skrottcentralen. (2016-04-26). E-post. Inköpschef på Stena stål. (2016-04-27). Telefonsamtal. Kalkylerare på Rivkompaniet. (2016-04-20). E-post konversation. Konstruktör på Martinsons. (2016-04-13). Telefonsamtal. Krister Johansson på Kungsleden AB. (2016-04-19). Telefonsamtal. 59

Bilaga 1 - Snö och vindlast beräkning Snölast μ 1 0.8 C e 1.0 S s K μ 1 C e C t S = 1.6 2 C t 1.0 s K 2.0 2 Vindlast = W e q p.ze C pe h 7 d 25 b 24 e=min[b,2h] Se bild på nästa sida e 14 Karakteristisk vindlast q p Z e interpoleras mellan värdet för Z 1 =4m och Z 2 =8m Z 1 4 q p.z1 0.75 2 Z 2 8 q p.z2 0.88 2 q p.z2 q p.z1 q p.ze q p.z1 + h Z 1 Z 2 Z 1 q p.ze = 0.848 2 Non-Commercial Use Only B1. 1

B1. 2 Non-Commercial Use Only

Formfaktor för utvändig vindlast C pe och vindlast W e för dom olika zonerna av byggnaden h = 0.28 Här väljes 0.25 d För zon A För zon B För zon C C pe.a 1.2 C pe.b 0.8 C pe.c 0.5 W e.a = W e.a q p.ze C pe.a q p.ze C pe.b 1.017 kn W e.b W = m 2 e.b 0.678 kn W e.c W = m 2 e.c q p.ze C pe.c 0.424 kn m 2 För zon D För zon E C pe.d 0.7 C pe.e 0.3 W e.d = W e.d q p.ze C pe.d 0.593 kn W e.e W = m 2 e.e q p.ze C pe.e 0.254 kn m 2 Areal för dom olika zoner för väggarna A A e 5 h 4 5 e h ( d e) h b h A B A C A D A A = 19.6 2 A B = 78.4 2 A B = 78.4 2 A D = 168 2 A E A D Non-Commercial Use Only B1. 3

Formfaktor för vindlast på tak C pe och vindlast W e för dom olika zonerna på taket För zon F För zon G För zon H C pe.f 1.8 C pe.g 1.2 C pe.h 0.7 W e.f = W e.f q p.ze C pe.f q p.ze C pe.g 1.526 kn W e.g W = m 2 e.g 1.017 kn W e.h W = m 2 e.h q p.ze C pe.h 0.593 kn m 2 För zon I C pe.i1 0.2 C pe.i2 0.2 W e.i1 = W e.i1 q p.ze C pe.i1 0.17 kn W e.i2 W = m 2 e.i2 q p.ze C pe.i2 0.17 kn m 2 Areal för dom olika zoner på taket A F A F = 9.8 e 4 e 10 2 A G b e e 2 10 2 A G = 23.8 2 A H e e 2 10 b A H = 134.4 2 A I A I = 432 d e b 2 2 Formfaktor för invändig vindlast C pi och vindlast W i för vind på stängde sidan C pi 0.9 C pe.e C pi = 0.27 W i.e = W i.e q p.ze C pi 0.229 kn m 2 Formfaktor för invändig vindlast C pi och vindlast W i för vind på öppna sidan C pi C pi = 0.63 0.9 C pe.d W i.d = W i.d q p.ze C pi 0.534 kn m 2 Non-Commercial Use Only B1. 5

Sammanställning av vindlaster med negativt inomhus tryck Horisontella laster på kortsidorna Q A A A W e.a + W i.e Q B A B W e.b + W i.e Q C A C W e.c + W i.e Q A = 24.418 Q B = 71.095 Q C = 50.248 Q vind.kort.negativ 2 Q A + 2 Q B + 2 Q C = 291.523 Horisontella laster på långsidorna Q D A D W e.d + W i.e Q E A E W e.e + W i.e Q D = 61.223 Q E = 81.157 Q vind.lang.negativ Q D Q E = 142.38 Vertikala laster på taket Q F A F W e.f W i.e Q G A G W e.g W i.e Q H A H W e.h W i.e Q F = 12.707 Q G = 18.759 Q H = 48.979 Q I1 A I W e.i1 W i.e Q I2 A I W e.i2 W i.e Q I1 = 25.628 Q I2 = 172.076 Q vind1.tak.negativ Q vind1.tak.negativ Q F + Q G + Q H + Q I1 = 54.816 q vind1.tak.negativ = 0.091 b d 2 Q vind2.tak.negativ Q F + Q G + Q H + Q I2 = 91.632 Q vind2.tak.negativ q vind2.tak.negativ = 0.153 b d 2 B1. 6 Non-Commercial Use Only

Sammanställning av vindlaster med positivt inomhus tryck Horisontella laster på båda kortsidan Q A A A W e.a + W i.d Q B A B W e.b + W i.d Q C A C W e.c + W i.d Q A = 9.468 Q B = 11.295 Q C = 8.483 Q vind.kort.positiv 2 Q A + 2 Q B + 2 Q C = 24.561 Horisontella laster på båda långsidan Q D A D W e.d + W i.d Q E A E W e.e + W i.d Q D = 189.365 Q E = 46.985 Q vind.lang.positiv Q D Q E = 142.38 Vertikala laster på taket Q F A F W e.f + W i.d Q G A G W e.g + W i.d Q H A H W e.h + W i.d Q F = 9.717 Q G = 11.497 Q H = 7.973 Q I1 A I W e.i1 + W i.d Q I2 A I W e.i2 + W i.d Q I1 = 157.432 Q I2 = 303.88 Q vind1.tak.positiv Q vind1.tak.positiv Q F + Q G + Q H + Q I1 = 128.244 q vind1.tak.positiv = 0.214 b d 2 Q vind2.tak.positiv Q vind2.tak.positiv Q F + Q G + Q H + Q I2 = 274.692 q vind2.tak.positiv = 0.458 b d 2 Non-Commercial Use Only B1. 7

Bilaga 2 - Dimensionering av stålstomme Lastkombinering i brottgräns Säkerhetsfaktor för klass 2 γ d 0.91 Lastreduktionsfaktor Snö ψ 0.snö 0.7 ψ 1.snö 0.4 ψ 2.snö 0.2 Vind Laster ψ 0.vind 0.3 ψ 1.vind 0.2 ψ 2.vind 0 Egentyngd G ytter 0.4 2 G tak.stal 18 G pelare.stal 1.23 Variabla laster enligt bilaga B1 S 1.6 2 Snölast på tak Q vind.lang.negativ 142.38 Största vindlast på långsidan Q vind.kort.negativ 291.523 Största vindlast på kortsidan q vind2.tak.positiv 0.458 2 Största vindlast på tak (tryck) Non-Commercial Use Only B2. 1

Lastkombinering för vindsträver på kortsidan F vindsträver.kort γ d 1.5 ψ 1.vind Q vind.lang.negativ = 38.87 6.10a - Vindlast som största last F vindsträver.kort γ d 1.5 Q vind.lang.negativ = 194.349 6.10b - Vindlast som huvudlast Lastkombinering för vindsträver på långsidan F vindsträver.lang γ d 1.5 ψ 1.vind Q vind.kort.negativ = 79.586 6.10a - Vindlast som största last F vindsträver.lang γ d 1.5 Q vind.kort.negativ = 397.929 6.10b - Vindlast som huvudlast Lastkombinering för takstol i stål som tar upp laster med en bredd på 6m och spännvidd 25m Last bredd b last 6 Spännvid d 25 6.10a med största positiva vindtryck Q tak1 γ d 1.35 + G ytter b last d + γ d 1.5 ψ 0.snö S + γ d 1.5 ψ 0.vind q vind2.tak.positiv b last d G tak.stal Q tak1 Q tak1 = 353.276 q tak1 = 14.131 d 6.10b med snölast som huvudlast och största positiva vindtryck Q tak2 γ d 0.89 1.35 + G ytter b last d + γ d 1.5 S + γ d 1.5 ψ 0.vind q vind2.tak.positiv b last d G tak.stal Q tak2 Q tak2 = 441.015 q tak2 = 17.641 d 6.10b med vindlast som huvudlast och största positiva vindtryck Q tak3 γ d 0.89 1.35 + G ytter b last d + γ d 1.5 q vind2.tak.positiv + γ d 1.5 ψ 0.snö S b last d G tak.stal Q tak3 Q tak3 = 408.378 q tak3 = 16.335 d B2. 2 Non-Commercial Use Only

Lastkombinering för en pelare i stål med laster av reaktionen från takstol, egentyngd och tyngd av yttervägg från en 6m strimla Pelar höjd h pelare 5.5 6.10a med största positiva vindtryck Q tak1 Q pelare.stal.1 + γ d 1.35 G ytter h pelare b last + G pelare.stal = 194.365 2 6.10b med snölast som huvudlast och största positiva vindtryck Q tak2 Q pelare.stal2 + γ d 0.89 1.35 G ytter h pelare b last + G pelare.stal = 236.285 2 Non-Commercial Use Only B2. 3

Dimesionering Vindsträvor på kortsidan Indata för geometrin av vinsträvorna h 6.1 b 5 v atan h = 0.884 b Fackverksmetoden för beräkning av stångkrafter F vindsträvor.kort 194.349 1 0 0 0 sin A (v) cos (v) 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 T A = F 1 0.773 0 0 0 0.634 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 F vindsträvor.kort 0 0 B2. 4 Non-Commercial Use Only

N krafter A T 1 F 237.106 306.579 N krafter = 0 0 f y 355 γ m.0 1 A erfod N krafter1 abs f y γ m.0 A erfod = 863.603 2 VKR-rör 60x60x4 A profil 879 2 = A erfod 0.982 Utnytjandegrad A profil Beräkning för vindsträvor på långsidan Geometrin h 5.5 b 6 f y 355 v atan h = 0.742 b F vindsträvor.lang 397.929 Non-Commercial Use Only B2. 5

1 0 0 0 sin A (v) cos (v) 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 T A = 1 0.676 0 0 0 0.737 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 F N krafter 0 F vindsträvor.lang 0 0 A T 1 F 364.768 539.818 N krafter = 0 0 f y 355 γ m.0 1 A erfod N krafter1 abs f y γ m.0 A erfod = 1.521 10 3 2 A styck A erfod 4 A styck = 380.153 2 VKR-rör 40x40x3 A profil 434 2 = A styck 0.876 Utnyttjandegrad A profil B2. 6 Non-Commercial Use Only

Pelare A Dimensionerande normalkraft N Ed Q pelare.stal2 = 236.285 Dimensionerande last på pelare L 5.5 Höjd på pelaren L cr L Knäckningslast Initialkrokhet z = e 0 för knäckningskurva a L z 1 300 N krok.punkt 4 N Ed z = 3.15 N krok.utbredd 8 N Ed z = 1.146 L Dimensionerande moment L2 M Ed N krok.utbredd = 4.332 8 Non-Commercial Use Only B2. 7

HEA 140 f y 355 E 210 I y 10.33 10 6 4 Yttröghetsmoment runt y-axeln A 3142 2 Area för HEA 140 Z y 173 10 3 3 Plastisk böjmotstånd M b.rd Z y f y = 61.415 Dimensionerande bärförmåga = M Ed 0.071 Utnyttjandegrad M b.rd 2 i y I y = 57.339 Tröghetsradien runt y-axeln A λ L 2 cr f y = E 1.255 i y B2. 8 Non-Commercial Use Only

α 0.21 ϕ 0.5 1+ α ( λ 0.2) + λ 2 = 1.399 1 χ = 0.496 χ < 1.0 2 ϕ + ϕ 2 λ 2 γ M0 1.0 N b.rd χ f y A = 553.345 γ M0 = N Ed 0.427 Utnyttjandegrad N b.rd Non-Commercial Use Only B2. 9

Beräkning av dimensionerande moment i takbalk i gavel och mellan väggar Kontroll av ovanstående moment L 5 Längden mellan pelarna q 17.6 Kraften på balken konstant 0.1053 Konstant enligt tabell i B2.10 M Ed q L 2 konstant Dimensionernade moment M Ed = 46.332 Stämmer med diagrammet Non-Commercial Use Only B2. 11

Kontroll av ovanstående tvärkraft q 17.6 Kraften på balken L 5 Längden mellan pelarna konstant HA 0.3947 konstant HB 0.5263 konstant VB 0.6053 Konstant enligt tabell i B2.10 Stödreaktioner R A konstant HA q L Reaktion i stöd A R A = 34.734 R B konstant VB + konstant HB q L Reaktion i stöd B R B = 99.581 Tvärkraften V A R A V A = 34.734 Tvärkraft i balken vid stöd A V B R A q L Tvärkraft i balken vid stöd B V B = 53.266 V Ed V B V Ed = 53.266 Dimensionerande tvärkraft B2. 12 Non-Commercial Use Only

Beräkning av momentkapacitet Startvärde på HEA140 väljs Beräkning av tvärsnittsklass på livet h 133 Höjden på balken t 8.5 Tjockleken på flänsen R 12 Radien på valsen c h t 2 R 2 c= 92 Höjden på den platta delen av livet ε 0.81 Värde enligt tabell, beror av stålkvaliteten c = 10.824 t ε 72 = 58.32 c ε 72 t Non-Commercial Use Only B2. 13

Beräkning av tvärsnittsklass på flänsen b 140 Bredden på livet R = 12 Radien på valsen d 5.5 Tjockleken på livet t = 8.5 Tjockleken på flänsen c b R d 2 2 Den platta delen av flänsen c = 55.25 ε = 0.81 Värde enligt tabell, beror av stålkvaliteten c = 6.5 t ε 9 = 7.29 c ε 9 t B2. 14 Non-Commercial Use Only

Beräkning av momentkapacitet W pl 173000 3 Böjmotstånd i HEA140 f y 355 Stålets sträckgräns γ M0 1.0 Konstant enligt Eurocode f y M pl.rd W pl = 61.415 γ M0 M c.rd M pl.rd = 61.415 Balkens momentkapacitet abs M Ed = 0.754 Utnyttjande grad M c.rd Tvärkraftskapacitet i gavalbalken Utgår från HEA140 A 3142 2 Tvärsnittsarea b = 0.14 Totala bredden t f 8.5 Flänstjockleken t w 5.5 Livtjockleken h 133 Total höjd h w h R 2 t f 2 Livhöjden h w = 0.092 R = 0.012 Valsradien η 1 Kontrollfaktor. 1 är värsta fallet Non-Commercial Use Only B2. 15

A v A 2 b t f + + 2 R t f Sjuvarean t w A v = 0.001 2 dock minst η h w t w = 5.06 10 4 2 A v f y 2 3 V pl.rd γ M0 Skjuvkraftskapacitet för plastiskt tvärsnitt V C.Rd V pl.rd Skjuvkraftskapacitet V C.Rd = 207.573 abs V Ed = 0.257 Utnyttande grad V C.Rd B2. 16 Non-Commercial Use Only

Pelare C q q tak2 = 17.641 Last på takbalk L 5 Spännvid mellan pelarna h 6.1 Höjd på pelaren konstant H 0.5263 konstant V 0.6053 Konstant enligt tabell i B2.10 R H konstant H q L= 46.421 Reaktionskraft högra R V konstant V q L= 53.389 Reaktionskraft vänstra N Ed R H + R V + γ d 1.35 G ytter L h+ G pelare.stal Dimensionerande last på pelare N Ed = 116.309 L cr h Knäckningslängd Initialkrokhet z = e 0 för knäckningskurva a L z 1 300 Non-Commercial Use Only B2. 17

N krok.punkt 4 N Ed z = 1.551 N krok.utbredd 8 N Ed z = 0.508 h Dimensionerande moment M Ed N krok.utbredd = 2.365 8 h2 HEA 100 f y 355 E 210 I y 3.492 10 6 4 Yttröghetsmoment runt y-axeln A 2124 2 Area för HEA 100 Z y 83 10 3 3 Plastisk böjmotstånd M b.rd Z y f y = 29.465 Dimensionerande bärförmåga = M Ed 0.08 Utnyttjandegrad M b.rd 2 i y I y = 40.547 Tröghetsradien runt y-axeln A λ L 2 cr f y = E 1.969 i y B2. 18 Non-Commercial Use Only

α 0.21 ϕ 0.5 1+ α ( λ 0.2) + λ 2 = 2.624 1 χ = 0.229 χ < 1.0 2 ϕ + ϕ 2 λ 2 γ M0 1.0 N b.rd χ f y A = 172.994 γ M0 = N Ed 0.672 Utnytjandegrad N b.rd Non-Commercial Use Only B2. 19

Pelare B Dimensionerande normalkraft N vindstag.lang 364.768 N Ed Q pelare.stal2 + N vindstag.lang = 601.053 Dimensionerande last på pelare L 5.5 Höjd på pelaren L cr L Knäckningslast Initialkrokhet z = e 0 för knäckningskurva a L z 1 300 N krok.punkt 4 N Ed z = 8.014 N krok.utbredd 8 N Ed z = 2.914 L B2. 20 Non-Commercial Use Only

Dimensionerande moment L2 M Ed N krok.utbredd = 11.019 8 HEA 160 f y 355 E 210 I y 16.73 10 6 4 Yttröghetsmoment runt y-axeln A 3877 2 Area för HEA 140 Z y 245 10 3 3 Plastisk böjmotstånd M b.rd Z y f y = 86.975 Dimensionerande bärförmåga = M Ed 0.127 Utnyttjandegrad M b.rd 2 i y I y = 65.69 Tröghetsradien runt y-axeln A λ L 2 cr f y = E 1.096 i y Non-Commercial Use Only B2. 21

α 0.21 ϕ 0.5 1+ α ( λ 0.2) + λ 2 = 1.194 1 χ = 0.599 χ < 1.0 2 ϕ + ϕ 2 λ 2 γ M0 1.0 N b.rd χ f y A = 824.301 γ M0 = N Ed 0.729 Utnyttjandegrad N b.rd B2. 22 Non-Commercial Use Only

Pelare D q q tak2 = 17.641 Last på takbalk L 5 Spännvid mellan pelarna h 6.1 Höjd på pelaren konstant H 0.5263 konstant V 0.6053 Konstant enligt tabell i B2.10 R H konstant H q L= 46.421 Reaktionskraft högra R V konstant V q L= 53.389 Reaktionskraft venstra N vindstag.kort 237.106 Dimensionerande last på pelare N Ed R H + R V + γ d 1.35 G ytter L h+ G pelare.stal + N vindstag.kort N Ed = 353.415 L cr h Knäckningslängd Initialkrokhet z = e 0 för knäckningskurva a L z 1 300 Non-Commercial Use Only B2. 23

N krok.punkt 4 N Ed z = 4.712 N krok.utbredd 8 N Ed z = 1.545 h Dimensionerande moment M Ed N krok.utbredd = 7.186 8 h2 HEA 160 f y 355 E 210 I y 16.73 10 6 4 Yttröghetsmoment runt y-axeln A 3877 2 Area för HEA 100 Z y 245 10 3 3 Plastisk böjmotstånd M b.rd Z y f y = 86.975 Dimensionerande bärförmåga = M Ed 0.083 Utnytjandegrad M b.rd 2 i y I y = 65.69 Tröghetsradien runt y-axeln A λ L 2 cr f y = E 1.215 i y B2. 24 Non-Commercial Use Only

α 0.21 ϕ 0.5 1+ α ( λ 0.2) + λ 2 = 1.345 1 χ = 0.52 χ < 1.0 2 ϕ + ϕ 2 λ 2 γ M0 1.0 N b.rd χ f y A = 716.266 γ M0 = N Ed 0.493 Utnyttjandegrad N b.rd Non-Commercial Use Only B2. 25

Bilaga 3 - Dimensionering av trästomme Lastkombinering i brottgräns Säkerhetsfaktor för klass 2 γ d 0.91 Lastreduktionsfaktor Snö ψ 0.snö 0.7 ψ 1.snö 0.4 ψ 2.snö 0.2 Vind Laster ψ 0.vind 0.3 ψ 1.vind 0.2 ψ 2.vind 0 Egentyngd G ytter 0.4 2 G tak.trä 29.968 G pelare.trä 2 Variable laster enligt bilaga B1 S 1.6 2 Snölast på tak Q vind.lang.negativ 142.38 Största vindlast på långsidan Q vind.kort.negativ 291.523 Största vindlast på kortsidan q vind2.tak.positiv 0.458 2 Största vindlast på tak (tryck) Non-Commercial Use Only B3. 1

Lastkombinering för vindsträver på kortsidan F vindsträver.kort γ d 1.5 ψ 1.vind Q vind.lang.negativ = 38.87 6.10a - Vindlast som största last F vindsträver.kort γ d 1.5 Q vind.lang.negativ = 194.349 6.10b - Vindlast som huvudlast Lastkombinering för vindsträver på långsidan F vindsträver.lang γ d 1.5 ψ 1.vind Q vind.kort.negativ = 79.586 6.10a - Vindlast som största last F vindsträver.lang γ d 1.5 Q vind.kort.negativ = 397.929 6.10b - Vindlast som huvudlast Lastkombinering för takstol i trä som tar upp laster med en bredd på 6m och spännvid 25m Last bredd b last 6 Spännvid d 25 6.10a med största positiva vindtryck Q tak1 γ d 1.35 + G ytter b last d + γ d 1.5 ψ 0.snö S + γ d 1.5 ψ 0.vind q vind2.tak.positiv b last d G tak.trä Q tak1 Q tak1 = 367.978 q tak1 = 14.719 d 6.10b med snölast som huvudlast och största positiva vindtryck Q tak2 γ d 0.89 1.35 + G ytter b last d + γ d 1.5 S + γ d 1.5 ψ 0.vind q vind2.tak.positiv b last d G tak.trä Q tak2 Q tak2 = 454.101 q tak2 = 18.164 d 6.10b med vindlast som huvudlast och största positiva vindtryck Q tak3 γ d 0.89 1.35 + G ytter b last d + γ d 1.5 q vind2.tak.positiv + γ d 1.5 ψ 0.snö S b last d G tak.trä Q tak3 Q tak3 = 421.463 q tak3 = 16.859 d B3. 2 Non-Commercial Use Only

Last kombinering för en pelare i trä med laster av reaktionen från takstol, egentyngd och tyngd av yttervägg från en 6m strimla Pelar höjd h pelare 5.5 6.10a med största positiva vindtryck Q tak1 Q pelare.trä.1 + γ d 1.35 G ytter h pelare b last + G pelare.trä = 202.662 2 6.10b med snölast som huvudlast och största positiva vindtryck Q tak2 Q pelare.trä.2 + γ d 0.89 1.35 G ytter h pelare b last + G pelare.trä = 243.669 2 Lastkombinering i bruksgräns Lastkombinering för takstol i trä som tar upp laster med en bredd på 6m och spännvid 25m Karakteristisk 6.14b med snölast som huvudlast Q tak + G ytter b last d + S + ψ 0.vind q vind2.tak.positiv b last d G tak.trä Q tak Q tak = 350.578 q tak = 14.023 d 6.14b med vindlast som huvudlast Q tak + G ytter b last d + ψ 0.snö S+ q vind2.tak.positiv b last d G tak.trä Q tak Q tak = 326.668 q tak = 13.067 d Kvasi-pernanent 6.16b Q tak + G ytter b last d + ψ 2.snö S + ψ 2.vind q vind2.tak.positiv b last d G tak.trä Q tak Q tak = 137.968 q tak = 5.519 d Non-Commercial Use Only B3. 3

Dimesionering Dimensionering av sadelbalk l 25 Spännvidden v 3.5 Taklutningen d 215 Balkens tjocklek γ 4.2 3 Tunghet för GL32h q inst 14 q kv 5.5 k def 0.8 För limträ klimatklass 2 h l = 0.833 Balkhöjd vid stödet 30 H h + l tan (v) = 1.598 Balkhöjd på mitten 2 h 945 Valt h efter standarddimensioner H 1710 Valt H efter standarddimensioner v atan H h = l 3.502 Vinkeln som blir med standarddim. 2 E 13700 E-modul för GL32h G 850 V trä h l d+ ( H h) l = 2 d 7.135 3 G trä γ V trä = 29.968 B3. 4 Non-Commercial Use Only

Nedböjning h e h + 1 l tan (v) = 1.455 3 3 d h e I e = 0.055 12 4 u inst 5 = 384 q inst l 4 94.18 E I e u kv 5 = 384 q kv l 4 36.999 E I e u tot + u kv k def = 123.78 u inst u max l = 166.667 150 = u tot 0.743 Utnyttjandegrad u max Brottgräns Dimensionernade moment q 18.164 l = 25 M Ed q l2 8 M Ed = 1.419 Dimensionerande spänning f mk 32 För GL32h f vk 3.8 För GL32h f c90k 3.3 För GL32h γ M 1.25 Part. koeff. för limträ Non-Commercial Use Only B3. 5

k mod 0.8 För medellång klimatklass 2 f md k mod f mk = 20.48 Dimensionernade värde γ M f vd k mod f vk = 2.432 Dimensionernade värde γ M k mod f c90k f c90d = 2.112 Dimensionernade värde γ M 1 k m.α = 0.945 2 1 + 2 f md tan (v) + f md tan (v) 2 2 1.5 f vd f c90d Reduktionsfaktor för snedskuren balk f md k m.α = 19.357 Spänningskapacitet h m H x h l = 6.908 Avstånd från upplag till 2 h m maximal spänning. M x q l x q x2 = 1.135 10 3 Momentet vid maximala spänningen 2 2 h x tan (v) x+ h= 1.368 Höjden vid x h 2 x w x d = 0.067 6 3 Böjmotstånd vid x M x σ x = 16.932 Spänningen vid x w x B3. 6 Non-Commercial Use Only

Kontroll av maximala böjningen i balken σ x = 16.932 är mindre än f md k m.α = 19.357 σ x Utnyttjandegrad = 0.875 f md k m.α Dimensionerande tvärkraft V q l = 227.05 2 τ 1.5 V = 1.676 d h Tvärkraftskapacitet k v 1 f vk 3.8 3 k cr = 0.789 f vk f vd k mod f vk = 2.432 γ M f vd k cr = 1.92 Upplagstryck R q l = 227.05 Reaktionskraft 2 l upplag 270 Längden på upplaget l eff l upplag + 30 = 0.3 Effektiv längd, +30mm enligt EC5 sid. 39 Non-Commercial Use Only B3. 7

σ c90 R = 3.52 Dimensionerande spänning d l eff k c90 1.75 Enligt SS-EN1995 sid 39 för barrträ med visst upplag σ Rd.c90 f c90d k c90 = 3.696 σ c90 = 0.952 Utnyttjandegrad σ Rd.c90 B3. 8 Non-Commercial Use Only

Vindsträvor på kortsidan Indata för geometrin av vinsträvorna h 6.1 b 5 v atan h = 0.884 b Fackverksmetoden för beräkning av stångkrafter F vindsträvor.kort 194.349 1 0 0 0 sin (v) cos (v) 0 0 A 0 1 0 1 0 0 1 0 T A = F 1 0.773 0 0 0 0.634 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 F vindsträvor.kort 0 0 Non-Commercial Use Only B3. 9

N krafter A T 1 F 237.106 306.579 N krafter = 0 0 f tk 19.5 k mod 0.8 γ M 1.25 k mod f td f tk = 12.48 γ M N krafter1 A Ed.trä = 1.572 10 4 2 f tk GL30c 150x150 A trä 150 150 = 2.25 10 4 2 A Ed.trä = 0.699 Utnyttjandegrad A trä Vindsträvor på långsidan Geometrin h 5.5 b 6 f y 355 v atan h = 0.742 b F vindsträvor.lang 397.929 B3. 10 Non-Commercial Use Only

1 0 0 0 sin (v) cos (v) 0 0 A 0 1 0 1 0 0 1 0 T A = 1 0.676 0 0 0 0.737 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 F N krafter 0 F vindsträvor.lang 0 0 A T 1 F 364.768 539.818 N krafter = 0 0 f tk 19.5 k mod 0.8 γ M 1.25 k mod f td f tk = 12.48 γ M N krafter1 A Ed.trä = 2.768 10 4 2 f tk A Ed.trä A Ed.styck = 6.921 10 3 2 4 GL30c 90x90 A trä 90 90 = 8.1 10 3 2 A Ed.styck = 0.854 Utnyttjandegrad A trä Non-Commercial Use Only B3. 11

Pelare typ A Limträ 215x215 GL30c L 4.55 Höjden på pelar L c L Knäckningslängd b 0.215 Tvärrsnitts bredd h 0.215 Tvärsnitts höjd A b h= 0.046 2 Tvärrsnitts area W b h2 6 Böjmotstånd f ck 24.5 Karakteristisk tryck hållfasthet k mod 0.8 Omräkingsfaktor γ M 1.25 Partialkoefficient k mod f cd f ck = 15.68 Dimensionerande tryck hållfasthet γ M E 0.05 10800 Elasticitetsmodul N Ed Q pelare.trä.2 = 243.669 Dimensionerande tryck 2 λ L c 12 = 73.31 Slankhetstal b λ rel λ f ck = 1.111 Relativt slankhetstal E 0.05 β c 0.1 Faktor för bärverks del B3. 12 Non-Commercial Use Only

k 0.5 2 1+ β c λ rel 0.3 + λ rel = 1.158 1 k c = 0.674 Reduktionsfaktor k + k 2 2 λ rel N Rd f cd k c A = 488.394 Dimensionerande tryck bärförmåga N Ed = 0.499 Utnyttjandegrad N Rd Non-Commercial Use Only B3. 13

Beräkning av dimensionerande moment/tvärrkraft i takbalk på gavel och mellanväggar Kontroll av ovanstående moment L 5 Längden mellan pelarna q 18.2 Kraften på balken konstant 0.1053 Konstant enligt tabell i B3.14 M Ed q L 2 konstant M Ed = 47.912 Dimensionernade moment Non-Commercial Use Only B3. 15

Kontroll av ovanstående tvärkraft q 18.2 Kraften på balken L 5 Längden mellan pelarna konstant HA 0.3947 konstant HB 0.5263 konstant VB 0.6053 Konstant enligt tabell i B3.14 Stödreaktioner R A konstant HA q L Reaktion i stöd A R A = 35.918 R B konstant VB + konstant HB q L Reaktion i stöd B R B = 102.976 Tvärkraften V A R A V A = 35.918 Tvärkraft i balken vid stöd A V B R A q L Tvärkraft i balken vid stöd B V B = 55.082 V Ed V B V Ed = 55.082 Dimensionerande tvärkraft B3. 16 Non-Commercial Use Only

Dimensionering av balk GL32h 190x405 L 5 Spännvid mellan stöd h 405 Tvärrsnitts höjd b 190 Tvärrsnitts bredd f mk 32 k mod 0.8 γ M 1.25 k mod f md f mk = 20.48 Dimensionerande böjhållfasthet γ M E 0.05 11100 Elastisitetsmodul G k 850 Skjuvmodul W y h b2 = 0.002 6 3 Böjmotstånd I z b h3 = 0.001 12 4 Yttröghetsmoment i z-riktning I y h b3 = 2.315 10 4 4 12 Yttröghetsmoment i y-riktning l ef 0.9 L 2 E 0.05 I z G k I y σ m.crit = 434.244 Kritisk böjspänning l ef W y Non-Commercial Use Only B3. 17

2 f mk λ rel = 0.271 Relativa slankhetstalet σ m.crit k crit 1 M Rd f md k crit W y = 49.905 Dimensionerande böjkapasitet abs M Ed = 0.96 Utnyttjandegrad M Rd Tvärrkraft f vk 3.8 Karakteristisk längsskjuvnings hållfasthet k mod f vd f vk = 2.432 Dimensionerande längsskjuvnings hållfasthet γ M k cr 0.67 b ef k cr b = 0.127 Effektiv bredd b ef h f vd V Rd = 83.59 1.5 Dimensionerande tvärrkraft kapasitet abs V Ed = 0.659 V Rd Utnyttjandegrad B3. 18 Non-Commercial Use Only

Pelare i gavelsektion C q q tak2 = 18.164 Last på takbalk L 5 Spännvid mellan pelarna h 5.8 Höjd på pelaren konstant H 0.5263 konstant V 0.6053 Konstant enligt tabell i B3.11 R H konstant H q L= 47.799 Reaktionskraft högra R V konstant V q L= 54.973 Reaktionskraft venstra N Ed R H + R V + γ d 1.35 G ytter L h+ G pelare.trä Dimensionerande last på pelare N Ed = 119.48 Dimensionerande tryck Limträ 190x190 GL30c L 4.55 Höjden på pelar L c L Knäckningslängd b 0.190 Tvärrsnitts bredd h 0.190 Tvärsnitts höjd A b h= 0.036 2 Tvärrsnitts area W b h2 6 Böjmotstånd f ck 24.5 Karakteristisk tryck hållfasthet k mod 0.8 Omräkingsfaktor γ M 1.25 Partialkoefficient k mod f cd f ck = 15.68 Dimensionerande tryck hållfasthet γ M Non-Commercial Use Only B3. 19

E 0.05 11100 Elasticitetsmodul 2 λ L c 12 = 82.956 Slankhetstal b λ rel λ f ck = 1.241 Relativt slankhetstal E 0.05 β c 0.1 Faktor för bärverks del k 0.5 2 1+ β c λ rel 0.3 + λ rel = 1.317 1 k c = 0.569 Reduktionsfaktor k + k 2 2 λ rel N Rd f cd k c A = 322.118 Dimensionerande tryck bärförmåga N Ed = 0.371 Utnyttjandegrad N Rd B3. 20 Non-Commercial Use Only

Pelare typ B Limträ 215x270 GL30c L 4.55 Höjden på pelar L c L Knäckningslängd b 0.215 Tvärrsnitts bredd h 0.270 Tvärsnitts höjd A b h= 0.058 2 Tvärrsnitts area W b h2 6 Böjmotstånd f ck 24.5 Karakteristisk tryck hållfasthet k mod 0.8 Omräkingsfaktor γ M 1.25 Partialkoefficient k mod f cd f ck = 15.68 Dimensionerande tryck hållfasthet γ M E 0.05 11100 Elasticitetsmodul N vindstag.lang 364.768 Last från vindstaget N Ed Q pelare.trä.2 + N vindstag.lang = 608.437 Dimensionerande tryck 2 λ L c 12 = 73.31 Slankhetstal b λ rel λ f ck = 1.096 Relativt slankhetstal E 0.05 β c 0.1 Faktor för bärverks del k 0.5 2 1+ β c λ rel 0.3 + λ rel = 1.141 Non-Commercial Use Only B3. 21

1 k c = 0.687 Reduktionsfaktor k + k 2 2 λ rel N Rd f cd k c A = 625.102 Dimensionerande tryck bärförmåga N Ed = 0.973 Utnyttjandegrad N Rd B3. 22 Non-Commercial Use Only

Pelare typ D q q tak2 = 18.164 Last på takbalk L 5 Spännvid mellan pelarna h 6.1 Höjd på pelaren konstant H 0.5263 konstant V 0.6053 Konstant enligt tabell i B3.14 R H konstant H q L= 47.799 Reaktionskraft högra R V konstant V q L= 54.973 Reaktionskraft venstra N vindstag.kort 237.106 Last från vindstag N Ed R H + R V + γ d 1.35 G ytter L h+ G pelare.trä + N vindstag.kort N Ed = 357.323 Dimensionerande tryck Limträ 190x215 GL30c L 4.55 Höjden på pelar L c L Knäckningslängd b 0.190 Tvärrsnitts bredd h 0.215 Tvärsnitts höjd A b h= 0.041 2 Tvärrsnitts area W b h2 6 Böjmotstånd f ck 24.5 Karakteristisk tryck hållfasthet k mod 0.8 Omräkingsfaktor γ M 1.25 Partialkoefficient Non-Commercial Use Only B3. 23

k mod f cd f ck = 15.68 Dimensionerande tryck hållfasthet γ M E 0.05 11100 Elasticitetsmodul 2 λ L c 12 = 82.956 Slankhetstal b λ rel λ f ck = 1.241 Relativt slankhetstal E 0.05 β c 0.1 Faktor för bärverks del k 0.5 2 1+ β c λ rel 0.3 + λ rel = 1.317 1 k c = 0.569 Reduktionsfaktor k + k 2 2 λ rel N Rd f cd k c A = 364.502 Dimensionerande tryck bärförmåga N Ed = 0.98 Utnyttjandegrad N Rd B3. 24 Non-Commercial Use Only

F E D C B EI30 6000 EI30 6000 EI30 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 A 1 5000 5000 5000 5000 5000 EI30 EI30 EI30 EI30 Omkl. 15,5 m² Personalrum 14,2 m² WC/D RWC 4,0 m² 4,8 m² Std/ Kontor frd 7,6 m² 3,9 m² Kontor 7,6 m² Omkl. 16,0 m² Personalrum 14,2 m² WC/D RWC 4,0 m² 4,8 m² Kontor 7,6 m² Kontor 7,6 m² Std/ frd 5,0 m² Teknikutrymme 40,0 m² Std/ frd 5,8 m² Kontor 7,6 m² Kontor Personalrum 7,6 m² 14,2 m² Omkl. RWC 4,8 m² WC/D 16,0 m² 4,0 m² Kontor 7,6 m² Kontor 7,6 m² Std/ frd 3,9 m² Personalrum 14,2 m² RWC 4,8 m² WC/D 4,0 m² Omkl. 15,5 m² Lager Lager Lager Lager 531,6 m² 511,6 m² 518,1 m² 530,9 m² SKALA 1:200 1 5 10 15 20 METER KALKYLUNDERLAG KUNGSLEDEN Lokaler för uthyrning Fastec Sverige AB tel. 0910-878 49 UPPDRAG.NR RITAD/KONSTR. AV HANDLÄGGARE ML 2014-09-16 Nybyggnad av industrihotell Plan 1 DATUM ANSVARIG A1 A3 1:200 1:400 SKALA NUMMER BET A40.1-111 0 2 A Bilaga 4 - Material från Kungleden BET ÄNDRINGEN AVSER DATUM SIGN L:\Fastec\Projekt\_ARITN\Mia\Kungsleden\Industrihotell.rvt 2014-09-16 13:46:08 B4. 1

F E D C 25000 B A +6,900 Takfot +5,500 Tak +4,550 Fackverk +3,000 Agregat +0,000 Plan 1 KALKYLUNDERLAG KUNGSLEDEN Lokaler för uthyrning UPPDRAG.NR RITAD/KONSTR. AV HANDLÄGGARE ML 2014-09-16 Nybyggnad av industrihotell Sektion DATUM ANSVARIG A1 A3 SKALA NUMMER BET A40.2-111 2500 3000 4550 230 900 6000 Sektion SKALA METER 1:50 1 2 5 BET ÄNDRINGEN AVSER DATUM SIGN Fastec Sverige AB tel. 0910-878 49 1:50 1:100 0 A L:\Fastec\Projekt\_ARITN\Mia\Kungsleden\Industrihotell.rvt 2014-09-16 13:47:00 B4. 2

BET ÄNDRINGEN AVSER DATUM SIGN KALKYLUNDERLAG KUNGSLEDEN Lokaler för uthyrning Fastec Sverige AB tel. 0910-878 49 ML 2014-09-16 Nybyggnad av industrihotell 3D DATUM ANSVARIG A1 A3 SKALA NUMMER BET A40.3-001 A UPPDRAG.NR RITAD/KONSTR. AV HANDLÄGGARE L:\Fastec\Projekt\_ARITN\Mia\Kungsleden\Industrihotell.rvt 2014-09-16 13:48:15 B4. 3

17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 Fasad mot norr 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Fasad mot söder F E D C B A A B C D E F +0,000 Plan 1 +0,000 Plan 1 Fasad mot väster Fasad mot öster SKALA 1:200 1 5 10 15 20 METER +0,000 Plan 1 +0,000 Plan 1 BET ÄNDRINGEN AVSER DATUM SIGN KALKYLUNDERLAG KUNGSLEDEN Lokaler för uthyrning Fastec Sverige AB tel. 0910-878 49 UPPDRAG.NR RITAD/KONSTR. AV HANDLÄGGARE ML 2014-09-16 Nybyggnad av industrihotell Fasader DATUM ANSVARIG A1 A3 1:200 1:400 SKALA NUMMER BET A40.3-111 0 2 1 A L:\Fastec\Projekt\_ARITN\Mia\Kungsleden\Industrihotell.rvt 2014-09-16 13:41:12 B4. 4

Datum: 2014-09-23 Dokument: A0652/14 Sida: 1 (3) KORTFATTAD TEKNISK BESKRIVNING - BYGG Kungsleden Lokaler för uthyrning Datum: 2014-09-23 Mark Enbart för platta och grundsulor (Husliv entreprenadgräns). Grund / Platta på mark Grundläggning med grundsulor för stomme. Förutsätter grundläggning med platta på mark, ej pålning Platta på mark t=100. Isoleras under personaldelar och i yttre randfält. Tjälskyddande isolering utsida sockel. Stomme Stomme med pelare, balkar och fackverk av profilerat stål. Stommen stagas av vindstag. Pelare, fackverk och vindkryss brandskyddsmålas. Fri invändig höjd 4,5 m Yttertak Yttertak uppifrån bestående av: - Ytpapp SAP 4000 - Underlagspapp YAM 2800 - Isoleringsboard - Isolering 50+130 mm (med mellanliggande plastfolie) - Bärplåt Trp-plåt galv Postadress Telefon Telefax Postgiro Bankgiro Organisationsnr Fastec Sverige AB 0910-878 50 0910-878 59 70 30 43-0 5858-8765 556481-9372 Box 709 Mobiltelefon E-post Innehar F-skattebevis 931 27 Skellefteå Dokumentidentitet A0652 Kungsleden AB Industrihotell Sverige Nr: 14 Utskriven: 2014-09-23 13:30 B4. 5

Datum: 2014-09-23 Dokument: A0652/14 Sida: 2 (3) Ytterväggar / Fasad / Dörrar / Portar Ytterväggar av sandwichelement plåt-isolering-plåt. Tjocklek = 200 mm. Utsida yttervägg kompletteras med sockelelement av massiv betong med borstad yta, upp till 900 mm ö.fg. -Ytterdörrar: Ytterdörrar av stål typ branddörrar. -Portar: -Fönster: Handmanövrerad takskjutport fabrikat Crawford. Fasta 3-glasfönster av aluminium Golv Golv av stålslipad betong. Mellanbjälklag Träbjälklag över personaldelar. Innertak Undertak av mineralfiber i bärverk i personaldelar Innerväggar Lokalskiljande väggar av sandwichelement plåt-isolering-plåt. Tjocklek = 150 mm. Övriga innerväggar med 2 lag gipsskiva på vardera sida om stålregelstomme. - 12,5 mm gipsskiva. - 12,5 mm gipsskiva. Teknikutrymme isoleras med 95 mm mineralull. -Innerdörrar: Massiva trädörrar med furukarm fabriksmålade i standardkulör. Postadress Telefon Telefax Postgiro Bankgiro Organisationsnr Fastec Sverige AB 0910-878 50 0910-878 59 70 30 43-0 5858-8765 556481-9372 Box 709 Mobiltelefon E-post Innehar F-skattebevis 931 27 Skellefteå Dokumentidentitet A0652 Kungsleden AB Industrihotell Sverige Nr: 14 Utskriven: 2014-09-23 13:30 B4. 6

Datum: 2014-09-23 Dokument: A0652/14 Sida: 3 (3) Utrustning/Inredning - Låssystem enligt FSAB:S krav, exkl. cylindrar. - Samtliga trycken av förnicklad typ. - Samtliga ytterdörrar förses med dörrstängare. - Personalrum: Kompaktkök Atlas Trinett ASD 125. Skåpinredning fabrikat Atlas, vit. - Städ: Städset fabrikat Byggbeslag 72/90. Utslagsback med stänkskydd. - Dusch: Utrustas enligt normal standard. - WC/HWC: Utrustas enligt normal standard. Målning Innerväggar: Täckmålas. Golvbeläggningar Plastmatta 2,0 mm på golv i personaldelar och Teknikutrymme. Följande rum utförs med uppvikt matta 100 mm: Teknikutrymme och WC/Dusch Plastmatta 0,9 mm på väggar i WC/Dusch Stänkskydd av kakel vid tvättställ och utslagsback samt ovan bänkinredning Postadress Telefon Telefax Postgiro Bankgiro Organisationsnr Fastec Sverige AB 0910-878 50 0910-878 59 70 30 43-0 5858-8765 556481-9372 Box 709 Mobiltelefon E-post Innehar F-skattebevis 931 27 Skellefteå Dokumentidentitet A0652 Kungsleden AB Industrihotell Sverige Nr: 14 Utskriven: 2014-09-23 13:30 B4. 7

Bilaga 5 - Fackverksritning B5. 1

K Bilaga 6 - Ritningar över hallen 2016-04-20 14:22:42 X:\Desktop\EX-jobbshall.rvt 25000 F E D C B A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 96000 BET ÄNDRINGEN AVSER DATUM SIGN STUDENTERNA EXEMPEL KUNGSLEDEN INDUSTRIHOTELL UPPDRAG.NR RITAD/KONSTR. AV 1 E. HOLTUG, R. HÖGBERG DATUM ANSVARIG PROJEKTTYP Planvy över hallen i stål A1 1:200 A3 1:400 SKALA NUMMER BET A40.1-1 B6. 1

K 2016-04-20 14:18:40 X:\Desktop\EX-jobbshalliträ.rvt 25000 F E D C B A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 96000 BET ÄNDRINGEN AVSER DATUM SIGN STUDENTERNA EXEMPEL KUNGSLEDEN INDUSTRIHOTEL UPPDRAG.NR RITAD/KONSTR. AV 2 E. HOLTUG, R. HÖGBERG DATUM ANSVARIG PROJEKTTYP Planvy över hallen i limträ A1 1:200 A3 1:400 SKALA NUMMER BET A40.1-1 B6. 2

K 2016-04-20 14:22:57 X:\Desktop\EX-jobbshall.rvt 3,5 F E D 25000 C B A +6,265 +5,500 +4,550 +0,000 Takfot Tak Fackverk Plan 1 BET ÄNDRINGEN AVSER DATUM SIGN EXAMENSARBETE KUNGSLEDEN STUDENTERNA INDUSTRIHOTELL UPPDRAG.NR RITAD/KONSTR. AV 1 E. HOLTUG, R. HÖGBERG DATUM ANSVARIG PROJEKTTYP Sektion av hallen i stål A1 1:50 A3 1:100 SKALA NUMMER BET A40.2-111 B6. 3

K 2016-04-20 14:19:29 X:\Desktop\EX-jobbshalliträ.rvt 3,5 F E D 25000 C B A +6,265 +5,500 +4,550 +0,000 Takfot Tak Fackverk Plan 1 BET ÄNDRINGEN AVSER DATUM SIGN EXAMENSARBETE KUNGSLEDEN STUDENTERNA INDUSTRIHOTEL UPPDRAG.NR RITAD/KONSTR. AV 2 E. HOLTUG, R. HÖGBERG DATUM ANSVARIG PROJEKTTYP Sektion av hallen i limträ SKALA NUMMER BET A1 A3 A40.2-111 B6. 4

Bilaga 7 - Offerter Moeleven Här kommer priser för det limträ som efterfrågas: Bredd Höjd á pris per meter 90 90 77 115 115 123 190 190 242 190 215 260 190 405 436 215 215 274 215 270 329 Sadelbalken 215*945/1710/945*25 000 mm kostar 41600 kr/st. Fraktpriset blir 37 000 kr för alla balkarna med det antal löpmeter och dimensioner som frågan gäller. B7. 1

Offert 1 ( 1) Vår ref. Mattias Sund 0914-20867 Godsmottagare lev. adress. Agent Utskriftsdatum 2016-04-18 Offertdatum 2016-04-18 Er ref. Robert Högberg Kund / Kundnr Robert Högberg 50 259 Anges vid korrespondens Offertnummer 626078... STOCKHOLM.. Sverige Sverige Leveranssätt Leveranstid ÅÅÅÅ-VV BIL Objektnamn och objektbeskrivning Limträ lagerhall Leveransvillkor L O K LEVERERAT OLOSSAT KÖPARE Betalningsvillkor 30 dagar nto. fr. fakt.datum Dröjsmålsränta 12,5 % Härmed offererar vi förfrågan enligt ABM 07, samt nedstående specifikation och villkor. Limträ levereras enligt Svensk standard SS 23 27 21. Vi förbehåller oss rätten att utkräva godtagbar säkerhet före leverans! Limträ Littra Antal Bredd H1 H2 H3 Längd (mm) YK ÖH YB Kval Anmärkning (mm) B1 1 90 90 60000 R GL28h B2 1 115 115 80000 R GL28h B3 1 190 190 60000 R GL30c B4 1 190 215 60000 R GL30c B5 1 190 405 125000 R GL30c B6 1 215 215 120000 R GL30c B7 1 215 270 40000 R GL30c B8 12 215 945 1710 25000 H GL30c - Trailerfrakt till Stockholm ingår Gran Gran Gran Gran Gran Gran Gran Gran Totalt antal (limträ) 19 Total volym 109,273 st m 3 Totalt exkl. moms SEK 720 000,00 Med vänlig hälsning martinsons Faktureras Vid Leverans Mattias Sund 0914-20867 mattias.sund@martinsons.se Kodförteckning BIFOGAS Särskilda bestämmelser för leverans av limträ BIFOGAS EJ Vårt företag är anslutet till REPA Reservation för synliga klyvbalkar Limträ ett levande material ABM 07 GÄLLANDE KOMPLEMENT OCH FÖRTECKNINGAR Postadress Martinsons Trä AB S-937 80 BYGDSILJUM SWEDEN Org. nr. 556065-4955 Momsregnr SE556065495501 Telefon Nat. Int. 0914-207 00 +46 914 207 00 Telefax Nat. 0914-207 80 Int. +46 914 207 80 0914-207 81 Limträavd. Bankgiro 5093-6434 Bankkonto Handelsbanken Konto nr. 6254 843779268 B7. 3

Offert nr:s7664a ÄNDRAD OFFERT * Emil Holtug Org.nr Vår referens Er referens Smedjebacken Ulf Persson Emil Holtug 2016-04-19 0240-66 87 53 070-244 30 35 ulf.p@swl.se emil.holtug.5884@student.uu.se Objekt: Examen, Fackverk Härmed har vi nöjet att offerera enligt nedanstående specifikation Beräkningsförutsättningar, BFS 2013:10 - EKS 9 Balk: 1 Sadelfackverk 1:16 Säkerhetsklass: 3 Spännvidd: 25000 mm Höjd vid upplag: 800 mm Belastningsbredd: 6000 mm Kontinuitetsfaktor: 1,10 Snözon: 2,0 my snö 0,8 Egenvikt yttertak: 0,40 kn/m² Vind, vref=25,0 m/s, terrängtyp=ii 0,84 kn/m² Blästring och målning med 40 mym färg, C1 Takplåtens infästningar dimensioneras för uppåtriktad vindlast Totalt pris för 12 st balkar 315 000:- exkl moms * Tillägspris för R30 brandskyddsmåln. 225 000:- exkl moms * (målas på verkstad) I priset ingår: SWL standarddetaljer gällande upplag Valskanter enligt verksstandard. Standardkulör enl. kulörprogram SWL. Andra kulörer kan fås mot tilläggspris. Giltighetstid Index Offerten gäller en månad från offertdatum. Priser är fast utan indexreglering med följande tillägg. Priser kan justeras med hänsyn till oförutsägbara råvaruprishöjningar. Leveransavtal ABM 07 Huvudkontor VAT Nr: SWL Stålkonstruktioner AB SE556520159601 Tfn 0240-66 87 50 Version 2012-11-14 Box 23 Smedjebacken Fax 0240-756 13 S-777 21 SMEDJEBACKEN B7. 4