CO2-optimeret konstruktionsdesign

Konstruktionsdesign rummer store muligheder for CO2-optimering af stålkonstruktioner. Et gennemtænkt design kan spare bygherrer for betydelige mængder CO2 i byggeriets klimaregnskab. Det kræver blot tidlig involvering af Give Steel som leverandør – og et tæt samarbejde partnerne imellem.

Der er to væsentlige måder, man kan sænke CO2-aftrykket på en stålkonstruktion:

1. Optimering af konstruktionens design, så tonnagen minimeres. Mange faktorer spiller ind her: bl.a konstruktionsprincipper og bygningens dimensioner.
2. Optimering af konstruktionens råvarer. Ved at vælge low-carbon stål kan man typisk sænke CO2-aftrykket markant. I mange tilfælde omkring 40%. Se denne artikel. Man kan også optimere på valg af stålvarer – fx ved at vælge H-profiler som diagonaler i gitterspær, da disse har en højere skrotprocent end konventionelle stålrør.

Udnyt stålets styrke maksimalt

Der er mange parametre, der spiller ind, når en bygnings konstruktionsdesign skal optimeres. Fra bygningens spændvidde og højde til den geografiske placering i forhold til gældende standarder for vindpåvirkning. Konstruktionsteknisk handler det om at udnytte stålets styrke maksimalt i bygningens design, så tonnagen til den specifikke bygningskonstruktion minimeres.

De mange tekniske faktorer gør CO2-reduktion til en kompleks ingeniøropgave, der ofte kræver stålspecialister med særlig erfaring i netop denne disciplin. Derfor arbejder Give Steels ingeniører tæt sammen med både rådgivere og bygherrer for at sikre så klimavenlige konstruktionsprincipper som muligt. Vores erfarne salgsingeniører, BIM-designere og konstruktionsingeniører er alle uddannet i at udnytte stålets styrke optimalt. Det skaber markante CO2-besparelser på såvel simple stålkonstruktioner som mere komplekse konstruktioner. I processen går brugen af avanceret software hånd i hånd med ingeniørernes nytænkning og alternative designløsninger, hvilket sikrer maksimal udnyttelse af stålets egenskaber.

Eksempel 1:

Udskiftning af råvarekomponenter i design af stålspærret

Gitterspær med H-profiler øger spærrets vægt, men reducerer CO2-aftrykket. I et klassisk gitterspær består diagonalerne typisk af rørprofiler, men de kan også designes med H-profiler, der som standard har en langt højere skrotprocent. På den måde sænkes CO2-belastningen fra den samlede konstruktion – også selvom konstruktionen typisk vil kræve mere stål end ved brug af rørprofiler. Produktionsteknisk vil et spær med H-profiler være mere komplekst at producere, hvilket kan øge produktionsomkostningerne. Men interessant er, at stålkonstruktionens CO2-aftryk her ikke udelukkende er afhængig af tonnagen.

Illustration 1: Gitterspær med H-profiler som diagonaler øger tonnagen, men minimerer CO2-aftrykket, sammenlignet med de klassiske gitterspær med rørprofiler. I dette eksempel sænkede vi CO2-aftrykket med 11% trods øget tonnage.

Eksempel 2:

Konvertering fra standardprofil til svejst profil sparede 51% CO2

En anden form for designoptimering kan opnås ved at udskifte standardprofiler med opsvejste profiler. På den måde fastholdes bygningens ydre profil, mens kropstykkelsen af pladerne kan reduceres markant, og f langestørrelsen kan ligeledes mindskes en smule. I praksis betyder det, at man svejser tyndere plader sammen, ift. de pladetykkelser standardprofilerne har. Dermed reduceres både tonnagen og CO2-aftrykket, når man anvender Give Steels EPD.

Illustration 2: Et eksempel på en hal-bygning, som oprindelig var projekteret med standardprofiler. Vores ingeniører optimerede ud fra de samme forudsætninger, som ligger til grund for rådgiverens tegning. I stedet for at bruge standardprofiler som råvare til stålkonstruktionen, kan man specialdesigne profiler ved at sammensvejse plader med mindre tykkelse og dermed spare CO2.

Eksempel 3:

Opsvejste bjælker

Et klassisk eksempel på CO2-optimering er anvendelsen af opsvejste stålrammer. Princippet har i mange år været benyttet til simple byggerier for at reducere tonnage og dermed omkostninger. I dag er CO2-besparelsen også et vigtigt argument for at anvende opsvejste konstruktionsprincipper.

Illustration 3: Ovenfor vises et klassisk før og efter-billede af forskellen på en stålramme projekteret med standardprofiler, og hvad der så sker, hvis vi skifter til opsvejste, kileformede konstruktioner, som placerer stålet, hvor det er mest effektivt. På den måde kan man sænke tonnagen markant, hvilket i sagens natur også sænker det samlede CO2-aftryk.

Scenarie analyse ved tidlig involvering

De tre viste principper er blot eksempler på konstruktionsprincipper, der reducerer bygningens CO2-aftryk.

Hos Give Steel foregår alle designoptimeringer i tæt dialog med såvel rådgivere, entreprenører og bygherrer. Den tværgående dialog rummer store muligheder for markante CO2-optimeringer af bygningens stålkonstruktion. Det kræver blot tidlig involvering af Give Steel som leverandør – og et tæt samarbejde, partnerne imellem, så vi kan udføre CO2 scenarie analyse på projektet.