Klimagassevaluering av etasjeskillere i betong

Abstract

Byggebransjen, med betong og betongproduksjon i spissen, står for en stor andel av verdens klimagassutslipp. Ettersom den globale oppvarmingen fortsetter å øke, er det nødvendig å gjøre byggebransjen til en mer bærekraftig sektor. Som en del av dette, har det blitt utviklet mer miljøvennlige løsninger som blant annet betong med lavere CO2-utslipp. I dag fokuseres det hovedsakelig på materialvalg ved prosjektering av betongkonstruksjoner, men det er også interessant å undersøke om valg av etasjeskiller kan gi like stor klimagassgevinst, og hvordan dette kan oppnås.

For å få størst gevinst er det hensiktsmessig å se på optimalisering der volum og dermed utslippet er størst. I boligbygg er det etasjeskillerne som utgjør størst volum. Denne oppgaven tar for seg klimagassutslippet fra etasjeskillere, og undersøker hvilke parametere som har innvirkning på utslippet og hvordan det kan reduseres. Utslippet i denne oppgaven måles i CO2-ekvivalenter, og beregnes basert på verdier fra EPD-Norge og Norsk betongforenings publikasjon NB37.

Det er sett på tre ulike typer etasjeskillere som er aktuelle å bruke i et boligbygg: flatdekker, hulldekker og plattendekker. Det er gjort håndberegninger i bruddgrensetilstand med vurderinger rundt forskjellig type armering og betong. Det er valgt å fokusere på bransjebetong definert etter NB37 og lavkarbonbetong. Armeringstypene det er sett på er slakk-, spenn- og fiberarmering. For hulldekket er det vurdert ulike bjelker som opplegg, betongbjelkene LB og DLB, stålbjelkene IPE og HSQ, og deltabeam.

Resultatene av klimagassberegningene viser at valg av etaskjeskillerløsning potensielt kan gi store besparelser i klimagassutslippet. Av etasjeskillerløsningene som blir vurdert, er hulldekket det mest miljøvennlige alternativet og slakkarmert plattendekket det minst miljøvennlige. Hulldekket har et utslipp som er 36,9% lavere enn det slakkarmerte plattendekket. Videre viser resultatene en tydelig gevinst ved å redusere mengden betong, da betong utgjør en stor andel av etasjeskillernes totale volum. Utslipp fra betong utgjør 86-95% av det totale utslippet, avhengig av type etasjeskiller.

Oppgaven viser at klimagassutslippet fra boligbygg i betong kan reduseres ved å bruke tid og ressurser i prosjekteringsfasen. Valg av etasjeskilleløsning har stor påvirkning på utslippet og det er store miljøgevinster ved valg av den mest egnede løsningen. De viktigste parameterne for å redusere utslipp fra de ulike etasjeskillerløsningene er betongmengde og betongtype.

The construction industry accounts for a significant share of the world’s greenhouse gas emissions, where concrete, which is the most widely used building material, is the largest contributor. As global warming continues to increase, it is necessary to make the construction industry more sustainable. As a part of this, more environment-friendly solutions have been developed, such as concrete with lower CO2 emissions. Until now, the focus has primarily been on material selection when aiming to reduce greenhouse gas emissions from concrete structures. However, little research has been done on the impact of floor separator selection on greenhouse gas emissions. This thesis will investigate this area of concrete design.

To reduce the total greenhouse gas emissions from concrete buildings, it is appropriate to start the optimization where the emissions are greatest. Floor separators constitute the largest volume in residential buildings and therefore, most emissions. This thesis addresses the greenhouse gas emissions from floor separators and examines which parameters have an impact and how they can be reduced. The greenhouse gas emissions are measured in CO2 equivalents and are calculated based on values from EPD-Norge and publication no. 37 from Norsk betongforening (NB37).

This thesis considers three different types of floor separators used in residential buildings: flat slabs, hollow-core slabs, and filigree slabs. Hand calculations have been performed for the relevant floor separators, mainly in the ultimate limit state. The floor separators are evaluated with different types of concrete and reinforcement. The focus is on industrial concrete, defined according to NB37, and low-carbon concrete. This thesis considers the types of reinforcement: ordinary reinforcement, prestressed reinforcement, and fiber reinforcement. Various beams have been considered a structure for the hollow core slab: LB and DLB concrete beams, IPE and HSQ steel beams, and delta beams.

The results of the greenhouse gas calculations show that the choice of floor separator can potentially provide large reductions in greenhouse gas emissions. The hollow core slab is the most environment-friendly alternative among the evaluated floor separators, whereas the filigree slab with ordinary reinforcement is the least environment-friendly alternative. The hollow core slab has an emission of 36,9% lower than the filigree slab with ordinary reinforcement. Furthermore, the results show that the amount of concrete is most important to optimize, as concrete constitutes a large proportion of the total volume of the floor separators. Concrete account for 86-95% of the total emissions from the floor separators. The results also show that the largest reduction in greenhouse gas emissions can be achieved by using low-carbon concrete.

The thesis shows that the choice of floor separators in concrete residential buildings has a significant impact on greenhouse gas emissions. Therefore, it is important to select the appropriate solution. The most critical parameters for reducing greenhouse gas emissions from the various floor separator solutions are the amount of concrete and the type of concrete.