| dc.description.abstract | Gamle og utdaterte vann- og avløpssystemer er et kjent fenomen i Norge og fører til et stort fremtidig investeringsbehov i sektoren. Ifølge mange norske Vann og avløps(VA)-normer skal VA-anlegg være bærekraftige og som et resultat av dette må nye VA-prosjekt planlegges og utføres på en bærekraftig måte. Konseptet bærekraft er ikke komplisert, men konsensus i hvordan bærekraft skal hensyntas i prosjekter i vann- og avløpssektoren er ikke oppnådd. Målet med masteroppgaven er å produsere en sjekkliste til prosjekteringsfasen av VA-anlegg som øker muligheten for reduksjon av klimagassutslipp og kostnad, samt hensyntar kvaliteten til løsningen.
Sjekklisten er utarbeidet med utgangspunkt i VA-prosjektet Vassenvika i Gran kommune hvor det i tillegg til bygd løsning presenteres tre alternative løsninger som er evaluert med hensyn til klimagassutslipp, kostnad og kvalitet på løsningen. Vassendvika-prosjektet sto ferdig sommeren 2021 og etablerer ny spillvannspumpekapasitet på 16,3 l/s og legger om 1 300 m vann- og spillvannsledninger. Løsningsalternativene omfatter forskjellige utførelsesmetoder, traseer og materialer. Utførelsesmetodene består av grøftekasser og NoDig-metodene styrt boring, rørpressing og utblokking. Ledningstraseene varierer mellom ny trasé på land, eksisterende trasé på land og ny trase i innsjø. Materialene varierer blant annet mellom sjøledninger og ledninger på land samt betongkummer og plastkummer.
Klimagassutslippet blir beregnet ved bruk av karbonfotavtrykksanalyse og analysen omregner alle klimagassutslipp til kg $CO_2$-ekv. Den funksjonelle enheten er 50 år med transport av drikke- og spillvann, og systemgrensene består av produktmaterialer, transport, byggefasen og 50 år med drift og vedlikehold. Kostnadsestimatet i både byggefasen og driftsfasen blir utregnet til kroneverdien i 2022. Kvalitetsvurderingen består av kvalitativ vurdering av tilgjengelighet, brannslukningsevne, fleksibilitet og rehabiliteringsevne.
Evaluering demonstrerer prosessene peler, gravemaskin, betong og ledninger som de største påvirkningene av klimagassutslipp og kostnadsestimat. Lokasjonsvalg av ledningstraseen og antall kummer er faktorene med størst påvirkning på kvalitet på løsningen. Sjekklisten fører til en vurdering av peler og spunt, kummer, utførelsesmetoder, diameter og trasélengden som øker muligheten for reduksjon i klimagassutslipp og kostnad, men hvert punkt i sjekklisten må vurderes med hensyn på kvalitet på løsning.
Resultatene demonstrerer videre at løsningsalternativene med lavest klimagassutslipp og kostnadsestimat scorer lavere i kvalitetsvurderingen. Reduksjonen av klimagassutslipp og kostnad mellom bygd løsning og løsningsalternativene er mellom 12 og 43 \% og 6 og 41 \%. Konsekvensen av lavere kvalitetsvurdering er noe dårligere tilgjengelighet, dyrere rehabilitering, mindre fleksibilitet og dårligere brannslukningsevne. Kvalitetsvurderingen sammenligner kun alternativene mot hverandre og alle løsningene har akseptabel kvalitet. Klimagassutslipp var ikke en prioritet ved valg av løsning og kan være en årsak til hvorfor alternativet med størst klimagassutslipp ble bygd.
Hvordan evalueringskriteriene skal vurderes mot hverandre ved valg av løsning svarer ikke masteroppgaven på og burde undersøkes videre. En av de største begrensningene i masteroppgaven er usikkerhet i innsamlet klimagassdata som kan føre til feil prioriteringer ved prosjektering. Fraværende rehabiliteringsvurdering av eksisterende materiell er den andre begrensingen i masteroppgaven fordi rehabilitering framfor erstatning kan redusere både klimagassutslipp og kostnad. Kvalitetsvurderingen har en begrensning ved manglende negativ påvirkning av ødeleggelser i byggefasen, som fører til kunstig god kvalitetsvurdering. | |
| dc.description.abstract | Old and outdated urban water systems is a well-known phenomenon in Norway, and significant investments are needed in the future. The majority of the Norwegian municipalities write in the local water and wastewater standard that the water and wastewater systems must be sustainable. Sustainability is not a complicated concept, however consensus regarding how sustainability should be implemented in urban water systems is yet to be agreed upon. The goal of this master thesis is to develop a checklist for the design phase of urban water systems that increases the possibility of reduction of greenhouse gases and cost while taking the quality of the solution into account.
The chechlist is developed based on the urban water project Vassendvika in Gran municipality and three alternative solutions that are presented and evaluated based on greenhouse gas emissions, cost, and quality assessment. The Vassendvika project established a new wastewater pump capacity of 16,3 l/s and reroutes 1 300 m of drinking water and wastewater pipelines, and was fully operational in the summer of 2021. The alternative solutions differ in construction method, route, and materials. The construction methods vary between conventional excavating, horizontal directional drilling, auger boring and pipe bursting. The pipeline routes vary between existing land route, new land routes, and water route. The materials vary between underwater pipelines, pipelines on land and concrete and plastic manholes.
The greenhouse gas emissions are calculated with carbon footprint analysis and calculates all the greenhouse gas emissions to kg $CO_2$-ekv. The functional unit is 50 years of drinking water and wastewater transportation. The system boundaries contains of materials, transport, construction, and maintenance. The cost from both the construction phase and the maintenance phase is calculated into the value of 2022 NOK. The quality assessment includes evaluation of availability, firefighting ability, rehabilitation, and flexibility of the solutions.
The evaluation demonstrates the processes of piles, excavating machines, concrete, and pipelines to have the biggest impact on greenhouse gas emissions and cost. The location of the pipeline route and number of manholes effects the quality of the solutions the most. The checklist requires an evaluation of piles and sheet piles, manholes, construction method, diameter and pipeline length that increases the possibility of reduction of greenhouse gas emissions. However, every point in the checklist must be evaluated against the quality of the solution.
The results demonstrates that the solutions with the lower greenhouse gas emissions and cost scores lower in the quality assessment. The reduction of greenhouse gas emissions and cost between the build solution and the alternative solutions are between 12 and 43 \% and 6 and 41 \%. The quality assessment only compares the solution against each other, nevertheless, all the solutions are designed with acceptable quality. Reduction of greenhouse gas emissions is not included in the design phase and may be the reason why the solution with the largest emissions is build.
How greenhouse gas emissions, cost and quality of solution should be prioritized against each other in the design will be not evaluated in this thesis and should be explored further. Furthermore, there is uncertainty related to the collected greenhouse gas data that potenzially lead to wrong prioritization in the design phase.
Furthermore, there is uncertainty related to the collected greenhouse gas data that potentially can lead to wrong prioritization in the design phase. In addition, the lack of evaluation of the rehabilitation possibilities of existing material is a limitation of the thesis. Reuse of material would significantly reduce the emissions and cost. Lastly, the quality assessment is not affected negatively when destruction of property occurs in the construction phase, which leads to artificial high-quality score. | |
