Når vi skal bygge i høyden, må vi dimensjonere for større laster. Styrkingen av de lastbærende konstruksjonene gir økt materialbruk og dermed et CO2-tillegg for høyhus. Hvor stort er dette tillegget og hvordan påvirkes det av type bæresystem og antall etasjer? Problemstillingen er studert i en masteroppgave ved NTNU.
For å nå et bærekraftig samfunn må vi bo tettere, eller «inn i byen og opp i høyden». Men hva er en optimal tetthet? For på den ene siden – ved å bo tett kan vi redusere transportbehovet mellom bolig og arbeid, handel og fritid. På den andre siden må vi investere mer materialer i bygningene når vi bygger i høyden.
Egil Karoliussen Ytrehus har i sin masteroppgave sett på sammenhengen mellom materialmengder og tilhørende klimagassutslipp for flere ulike bæresystemer og ved ulike antall etasjer. Målet for oppgaven var å gi en økt forståelse for hvordan klimagassutslippet per m2 endres ved høyden (# etasjer) gitt ulike konstruksjonssystemer.
Om klimagassutslipp fra bygg
Generelt generer bygninger klimagassutslipp ved konstruksjon (og ombygging), i bruk, ved reparasjon og vedlikehold, samt ved avhending (riving). I tillegg er utslippene innbyrdes avhengige av hverandre. Dette fordi byggemåte og materialbruk påvirker levetid til komponenter og energiforbruket i driftsfasen.
Vi trenger større mengder materialer for å imøtekomme større laster når vi bygger i høyden. Vi trenger også et kraftigere fundament, flere eller kraftigere heiser, kraftigere VVS-anlegg med mere. Men samtidig trenger vi mindre isolasjon (i gulv og tak), mindre takarealer og så videre. Å finne balansen mellom disse faktorene er avhengig av flere forhold, bl.a. arealtetthet (dvs. areal per beboer eller kontoransatt). I tillegg kommer redusert transportbehov til og fra bygninger.
Om studien
Masteroppgaven har sett på bygningshøyder fra tre til 70 etasjer. Flere typer bæresystemer er vurdert. Oppgavens omfang er begrenset til bæresystemers materialbruk med perspektivet vugge-til-(fabrikk)port. Beregningene av klimagassutslipp fra bæresystemets materialbruk er basert på to hovedfaktorer; materialdata for bygningers bæresystem og bygningsmaterialers utslippsfaktorer. Begge disse hovedfaktorene er variable. Utslippsfaktorer avhenger av produksjonsforhold og teknologi, representert ved utslippsscenarier.
CO2-tillegget varierer med type bæresystem og etasjehøyde
For bygninger inntil 12 etasjer ser CO2-tillegget per etasje ut til å være likt, mens for bygninger mellom 20 og 30 etasjer ser CO2-tillegget per etasje ut til å øke minimalt med økende bygningshøyde. For bygg høyere enn 30 etasjer er imidlertid CO2-tilleggets størrelse svært avhengig av type bæresystem, materialvalg og utslippsscenario. Mindre gunstige utslippsscenarier resulterer i større tillegg for bygningshøyde.
For alle scenarier utenom lavutslippscenariet gir det stålbaserte bæresystemet økte klimagassutslipp sammenlignet med bæresystemene av armert betong.
Optimale valg
Studien viser at valg av bæresystem og materialer påvirker CO2-tillegget per etasje betydelig og at optimale valg kan redusere CO2-tillegget for bygningshøyde kraftig.
Klimagassutslipp fra bygningsmaterialer brukt i bæresystemet avhengig av antall etasjer.
Videre studier
Masteroppgaven tar for seg klimagassutslippet fra ulike bæresystemer som en funksjon av antall etasjer. Oppgaven har ikke sett på hvordan antall etasjer påvirker grunnarbeid og fundament, trapper og heiser, eller VVS. Oppgaven har heller ikke sett på hvordan antall etasjer påvirker behovet for isolasjonsmaterialer eller energiforbruk i drift og/eller vedlikehold av bygg. Det er også ønskelig i videre studier å inkludere hvordan byers tetthet vil kunne redusere behovet for transport mellom bygninger.
Dette blogginnlegget er skrevet av førsteamanuensis Rolf Andre Bohne
– institutt for bygg, anlegg og transport