Dynamisk optimering för utveckling av klimatneutrala betongkonstruktioner

 

Sammanfattning

Nya krav på utveckling av innovativa klimatneutrala betongkonstruktioner ställs från beställarsidan. Den nuvarande dimensioneringsprocessen och  projekteringsverktygen är robusta och syftar till att uppfylla de funktionella tekniska kraven så att de överensstämmer med gällande lagstiftning och beställarkraven. Uppskattning av klimatpåverkan från konstruktionens hela livscykel blir dock allt viktigare vid upphandlingar, investerings- och underhållsbeslut m.m. I nuläget saknas tekniska stödverktyg, standarder, byggföreskrifter och matematiska optimeringsmodeller för att integrera ett beaktande av klimatpåverkan i tekniska projekteringen.

Vi behöver skapa mer förståelse om hur vetenskapsbaserade metoder för beräkning och optimering av klimatprestanda kan integreras med traditionella byggstandarder, offentlig upphandling, styrning mot klimateffektiv produktutveckling, projektering, produktion och förvaltning.

Inom detta projekt kommer ett nytt klimatinriktat koncept för dynamisk optimering av hållbara betongkonstruktioner utvecklas. Detta möjliggör utformning av betongkonstruktioner utifrån en sammansatt hållbarhetsprestanda sett över hela livscykelperspektivet. Projektet genomförs i gränslandet mellan tre traditionellt separerade forskningsområden: numerisk modellering av konstruktionsprestanda under livslängd baserat på bland annat Markovkedjeteori, livscykelanalys (LCA) och livscykelkostnad (LCC). Projektets resultat kan implementeras av olika aktörer: beställare, konsulter, entreprenörer m.fl.

Syfte och mål

Syftet med projektet är att utveckla ett dynamiskt optimeringskoncept, som kompletterar traditionella byggstandarder, offentlig upphandling, produktutvecklings-, projekterings-, produktions- och förvaltningspraxis med styrning mot klimateffektivitet.

Målet med projektet är att bygga upp en matematisk modell som indikerar vilka val av optimeringsparametrar som avgör att en betongkonstruktion blir mer klimatneutral än en annan, med likvärdig teknisk prestanda. Modellen kan sedan användas för att identifiera de mest effektiva och direktverkande åtgärderna från tidiga projekteringsskeden till slutlig avveckling av byggkonstruktioner. Modellen kan i nästa steg appliceras på andra typer av anläggningskonstruktioner. Detta ska skapa underlag för framtida utlysningar inom InfraSweden2030.

Resultat och effektmål

Projektets resultat blir en rapport med beskrivning av den genomförda workshopen, förstudien med Gap-analys och en beskrivning av den utförda demonstrationen. Resultatet kommer att presenteras på en internationell konferens och publiceras i en vetenskaplig artikel. Projektets aktiviteter genomförs i form av workshop, projektmöten, analys av tidigare publicerade forskning, intervjuer med ledande forskare i områden och en principiell demonstration av framtagna resultatet för ett anläggningsprojekt.

Projektet genomförs i tät dialog mellan högskolor och byggbranschen. Spridning av resultatet ska göras både inom akademin och byggindustrin för att skapa en mer effektiv samverkan i värdekedjan vid projektering av klimatneutrala betongkonstruktioner. Spridning av projektets resultat kommer ske genom två avdelningar vid ABE-skolan på KTH. Det är ytterst viktigt att framtida byggingenjörer får teoretiska kunskaper och en praktisk träning i projektering av klimatneutrala byggkonstruktioner. KTH:s avdelning för Betongbyggnad ska använda projektets resultat för att bredda och komplettera sin industrinära forskning inom områden Klimatneutrala betongkonstruktioner och Matematisk optimeringsmodellering.

Tidplan

Start 2018-10-01

Slut 2019-06-30

Projektansvarig

NCC

Projektledare

Larissa Strömberg, larissa.stromberg@ncc.se

Partners

KTH, Trafikverket, Svevia, SLL, Svensk Byggtjänst

Publikationer och bakgrundsmaterial

Strömberg, L., Löfsjögård, M., Ansell, A., Hintze, S. Optimization parameter sets for sustainable concrete in tunnels. In Interdependence between Structural Engineering and Construction Management, Edited by Ozevin, D., Ataei, H., Modares, M. Gurgun, A., Yazdani, S., and Singh, A. Copyright © 2019 ISEC Press ISBN: 978-0-9960437-6-2