Källa: Husbyggaren (Nr 7 / 2001)

Systemtänkande för ändrat byggande Av Professor Sture Samuelsson, KTH Traditionellt har hus byggts på platsen. Om man bortser från trähusfabrikernas produkter var det först efter det andra världskriget som systembyggande eller industrialiserat byggande blev intressant på allvar. Ute i det sönderbombade Europa krävdes effektiva metoder för att snabbt bygga upp bostäder till medborgarna. Även i Sverige började samhället engagera sig i att förse medborgarna med goda bostäder. Men först något om begrepp och historia. Ordet system är i dag ett mycket brukat uttryck inom det moderna samhällets olika områden. Inom byggområdet används det på alla nivåer och inom alla led av byggprocessen. Låt oss därför först diskutera lite vad som är betecknande för systemutveckling och byggsystem. Ett system består av olika delsystem samt de regler varigenom dessa samordnas. Delsystemen kan i sin tur brytas ner i nya delsystem och på lägre nivå i komponenter och element. "hårda" komponenter innehåller ett system också "mjuka" delsystem, t ex sådana som samordnar andra delsystem. Exempel på sådant är delsystem för ritningar och beskrivningar. Grundtanken med industriell tillverkning, som kan ske på fabrik eller byggplats, är att man genom uppdelning av den i olika moment kan åstadkomma upprepning av likartade arbetsmoment. Inlärningen slås ut på ett stort antal produkter av samma typ, arbetstiden sjunker och resultatet blir billigare produkter. För att åstadkomma detta krävs en avsevärd samordning - inte bara inom det egna företaget. Det krävs stora insatser beträffande standardisering, samordning av normer, gemensamma kvalitetskrav m m. Därmed kan utvecklingen bli effektiv och produkterna allt bättre. Ekonomin men även sysselsättningsskäl kan bestämma om en byggdel skall byggas på plats eller sättas samman av fabrikstillverkade delar. Komponenter och element Inom byggområdet används begreppen komponenter och element oftast synonymt. Inom andra teknikområden, t ex det för bilar, är en komponent på en högre sammansättningsnivå än ett element. Den är vanligen avsedd för en särskild plats i konstruktionen och kan i sin tur bestå av element. Ett element förekommer på många olika ställen, t ex som modulelement. Såväl komponenter som element, men även byggmaterial, tillverkas vanligen industriellt men ett industriellt byggande är inte riktigt detsamma som systembyggande. Med ett systembygge menas framförallt att väl definierade delprojekt eller delsystem, verksamheter, komponenter etc samordnas efter vissa regler. I ett väl fungerande systembygge är varje del från början bestämd och alla samordningsproblem lösta. Med ordet byggsystem menas ofta endast stomsystemet, men det är en missvisande beteckning. Före kriget kunde stommens andel av kostnaden vara 80 procent, medan den idag vanligen inte överskrider 20 procent. Kostnaderna för installationer tar allt större utrymme och det är normalt att de nu svarar för 30 - 40 procent. Även olika slag av utrustning kan bli mycket kostnadskrävande.

Historik Vad är det som gör att vi än idag, 200 år efter industrialismens genombrott, diskuterar industrialisering som en möjlighet att rationalisera byggandet? För att förstå det måste vi först titta lite på historien och fundera lite över byggandets speciella förutsättningar. Redan under antiken tillverkades pelare till templen på industriellt sätt. Från Grekland exporterades dessa till olika provinser kring Medelhavet. Gotikens byggsätt, med sina specialister, kan också betecknas som industriellt. Gotiken tjänar också som förebild för de byggnadshyttor, som bl a nationalromantikerna använde sig av och som i våra dagar används vid restaureringsarbeten. Industrialismens genombrott i slutet av 1700-talet gav fart åt utvecklingen inom olika områden. Den hade sitt ursprung i upplysningstidens framstegstanke (1). Människor började förstå naturens hemligheter och att det gick att tänka i nya banor. Olika slag av energi började utnyttjas och genom mekanisering kunde massproduktion komma igång. Så t ex tillverkades på industriellt sätt komponenter av gjutjärn. J Paxtons Chrystal Palace var ett bra exempel på detta. I Sverige var det naturligt att utveckla "byggsystem" i trä. Redan 1823-27, uppfördes Rosendals slott, ritat av Fredrik Blom, med förtillverkade träkomponenter. Under 1900-talets första decennier startade småhusproduktion i fabriker, främst lokaliserade till Småland. Byggkomponenter tillverkades och användes t ex för självbyggda egna hem. Även en export av t ex fönster inleddes. Under det tidiga 1900-talet fanns det många eldsjälar som trodde på industrialiseringens möjligheter. Bauhausgruppens medlemmar, inte minst Walter Gropius, såg i seriebyggen med fabrikstillverkade vägg- och bjälklagselement och standardiserade inredningar, en intressant metod som stämde väl med det industrialiserade samhällets miljö och behov. Sverige föregångsland Sverige var ett föregångsland när det gällde att pröva nya idéer inom bostadsbyggandet, idéer som står sig bra än idag. 1931, efter funktionalismens genombrott på Stockholmsutställningen, sammanfattade de ledande arkitekterna sina idéer i skriften "acceptera" (2). Där slås ett slag för industrialiseringen av byggandet som ett sätt att förse människor med bra och billiga bostäder. Budskapet fick ett stort genomslag, framförallt under de första decennierna efter Andra världskriget, då världshistoriens längsta och mest intensiva högkonjunktur inleddes. Den medförde stora folkomflyttningar. De stora städerna ökade i storlek, nya bostadsområden och villasamhällen byggdes i en takt som aldrig förr. Föregångsmän I Sverige var arkitekterna L Bergwall och E Dahlberg föregångsmän när det gällde att utveckla det industriella byggandet (3). De var med om att bilda Byggstandardiseringen, 1942. Inom företaget AB Bostadsforskning utvecklade de ett högt prefabricerat byggsystem som tillverkades och monterades av AB Elementhus. Vid andra småhusfabriker utvecklades många intressanta tekniska lösningar, en del baserade på små modulelement, andra på större mer färdigställda komponenter. I allt fanns också en tydlig strävan efter materialbesparing (4). Trähusfabrikerna tillverkade det mesta som krävdes för att uppföra ett komplett hus, även snickerier såsom fönster och dörrar, inredningar m m. Under 1960- och 1970-talen tog industrialiseringssträvandena fart på allvar, marknaden förändrades och många företag inriktades på en mer storskalig produktion och på leveranser till

grupphusbyggare. I stället för tillverkning mot lager blev produktionen styrd av kundernas önskningar vilket bl a tvingade fram en specialisering. Specialföretag tog över tillverkning av snickerier. Etablerad teknik övergavs för USA-influerad byggteknik baserad på träreglar och skivmaterial. Denna teknik dominerar än idag med den skillnaden att nu ofta s k "lättreglar" används. Det bör här påpekas att byggnader skiljer sig från andra tillverkade produkter på många sätt. De skall normalt ha betydligt längre livslängd och verksamheten styrs mer av lagar och förordningar. De har stor ekonomisk betydelse och utgör, inräknat planering och förvaltning, en mycket stor del av BNP ( ca 20 procent). Därför används byggandet periodvis som regulator av samhällsekonomin vilket medför ryckighet och osäker marknadssituation för byggföretagen. Miljonprogrammet Att åstadkomma rationalisering genom industrialisering och förtillverkning i fabrik var en grundtanke för miljonprogrammets imponerande byggande (5). Industrialisering främjades på olika sätt av stadsmakterna. Standardisering gjordes till förutsättning för lån, förtillverkade komponenter innebar lägre moms än om byggdelarna byggdes på platsen etc. Målet, "en miljon lägenheter på tio år", sattes dock så högt att det fick negativa konsekvenser. Byggtakten blev för högt uppdriven för att arkitekturen, anpassningen till byggnadsplatsen, detaljer m m, skulle kunna bli tillräckligt väl studerade och genomarbetade. Produktionsvänliga lösningar prioriterades - "kranbanorna bestämde arkitekturen". I miljonprogrammet tillämpades vad som kan kallas "första systemgenerationen". En diskussion fördes om s k "slutna system" till skillnad mot s k "öppna system". Slutna system var företagsegna med komponenter som endast passade in i det egna systemet. Komponenter och element från öppna system hade stor kombinerbarhet även med sådana från andra system. I "miljonprogrammet" dominerade de slutna systemen som krävde långa serier och helst totalentreprenader för att bli ekonomiskt lönsamma. Den ofta storskaliga och monotona arkitekturen ledde till att bostadsområden från den tiden har fått dåligt rykte (6, 7). Produkternas kvalitet var ofta dålig. Att flytta ett arbetsmoment från byggplatsen till fabrik fick konsekvenser genom att ofta oprövade material och arbetsmetoder tillämpades. Efter miljonprogrammets genomförande kunde inte den höga produktionen långsiktigt upprätthållas. Byggmarknaden blev periodvis mycket svag vilket minskade behovet av förtillverkade komponenter. Industrier för sådan tillverkning är mycket känsligare för konjunktursvängningar än produktion på byggplats. Oflexibla system De nämnda problemen och de oflexibla systemen ledde till att industrialiseringen som sådan blev kritiserad. I en andra systemgeneration, under 1970-talet, tillämpades mer öppna system vilka gav större möjligheter till bra planlösningar och bättre anpassning till lokala förhållanden (8). Därmed öppnades också för en differentierad upphandling och för större möjligheter till engagemang av lokala hantverkare. Byggmarknaden har, efter 1975, varit mycket skakig med kraftiga omstruktureringar och nedläggningar av betongkomponentfabriker som följd. Även trähusfabrikernas produktion har minskat till ca en tiondel av vad som en gång fanns. Mycket av den teknikutveckling som uppnåtts under "miljonprogrammet" fick därmed ingen fortsättning. Projekten blev för små för att lämpa sig för storskalig produktion. Under börsyran i slutet av 1980-talet vaknade marknaden under en kort tid, framförallt för kontorsbyggande, för att i början av 1990-talet nästan helt kollapsa.

Till krisen bidrog förändringen av det statliga finansierings- och subventionssystemet för bostadsbyggande. Det hade efterhand fått orimliga konsekvenser för stadsbudgeten men också för byggbranschens utveckling (9) . Byggandet gick ned till århundradets lägsta nivå. Byggföretag fick ställa om till ombyggnader och reparationer, som kräver en helt annan småskalig teknik, eller ägna sig åt anläggningsarbete. Trots det måste en stor del av arbetskraften lämna branschen vilket under sent 1990-tal, lett till brist på kvalificerad arbetskraft inom byggområdet. Installationer särskilt problem Installationsområdet har alltid utgjort ett särskilt problem. Länge utgjorde de fackliga organisationerna, men också branschens distributionssystem, hinder för en rationell utveckling. För installationsarbete krävs också andra kompetenser än vanliga fabriks- eller byggnadsarbetare har, t ex behörighet för att få göra elinstallationer. Då husfabrikerna under 1960-talets mitt också började lägga in installationer i sina hus och gjorde anspråk på att färdigställa dessa på byggplatsen, uppstod konflikter med byggnadsarbetarnas fackliga organisationer. Dessa löstes genom eftergifter från båda sidor och utgör inte längre ett stort hinder för rationellt byggande med fabrikstillverkade installationskomponenter. Det har ägnats mycket energi åt att finna goda förtillverkade installationssystem. En princip är att försöka samla så mycket som möjligt av installationerna på ett ställe och att på fabrik tillverka enheter med färdiga installationer och tätskikt. Ett antal sådana lösningar lanserades under 1960-, 1970- och 1980-talen, men tekniken har inte fått något genombrott. Volymkomponenter blev alltför styrande för planlösningen och den svaga marknaden gjorde serierna korta. Förtillverkning av rörslingor sker nu på fabrik eller byggplats och inom reparations- och ombyggnadsområdet finns en marknad för installationskassetter. Nutida systembyggande Krisen under 1990-talet har inneburit att byggföretag kraftigt har omorganiserat sin verksamhet (10). De har bantat för att ha så lite fast personal som möjligt och de har blivit mer marknads- och kundorienterade. Genomförande av olika byggprojekt organiseras helt med hänsyn till deras speciella karaktär och baseras i huvudsak på specialister och på underentreprenörer. Projektens tidiga skeden, då marknadskrav och riktlinjer för arbetet bestäms, har blivit mycket viktiga. De stora entreprenadföretagen har utvecklat system som de helst använder och föredrar att arbeta med totalåtagande. Någorlunda stora projekt tenderar att bli komplicerade, såväl tekniskt som administrativt och genomförs ofta som mycket uppdelade entreprenader och många specialister är inblandade. Företagen skall också ta hänsyn till en mängd nya föreskrifter och bl a upprätta nya typer av dokument såsom kvalitetsplaner, miljöplaner, arbetsmiljöplaner m m. Datorer är ovärderliga verktyg då det gäller att hantera all projektinformation i form av programhandlingar, avtal, ritningar, beskrivningar m m, samt för att hålla samman och styra projekt, kontrollera kostnader m m. Stora företag, såsom Skanska, har nu börjat använda Internet för att knyta ihop alla medverkande parter på en gemensam server. Efter övertagandet av byggnaden kan förvaltaren få nödvändig projektinformation på en CD. Projekterande arkitekter och ingenjörer kan, genom att arbeta med system som är bekanta för dem, spara mycket tid åt uppdragsgivaren. Underentreprenörerna kan, genom att de är specialiserade på ett väl avgränsat område, utveckla sina egna system som de blir experter på. Dessa kan få de långa seriernas ekonomi antingen de i

huvudsak byggs på plats eller tillverkas i fabrik och därmed kan produkternas kvalitet utvecklas. Det krävs en noggrann bestämning av delsystemens gränser och en precis planering av genomförandet. Begreppet "just in time" får verklig innebörd. Nya möjligheter Den nya situationen har skapat nya möjligheter för tjänster av olika slag. Det blir allt viktigare att byggherren har kvalificerade medhjälpare, byggledare, till sin hjälp. Konsulter har också utvecklat nya arbetsuppgifter. Så t ex finns nu speciella prefabkonsulter som har byggt upp egna informationsbaser att använda för jämförande projektering och för framtagning av ett upphandlingsunderlag. Insatser som görs under de tidiga skedena blir avgörande för projektens inriktning. Det är då möjligt att forma projektet utifrån en helhetssyn. Arkitekter, konstruktörer, VVS-konsulter m fl inleder ofta i tidigt skede ett samarbete med byggherren och vissa fall med även byggaren vilket resulterar i en systemprojektering. Den utgör i ett senare skede underlag för detaljprojektering. De olika fackmännens erfarenheter kan då tillföra projektet högre kvalitet, bättre miljöanpassning, lägre drifts- och skötselkostnader och bättre totalekonomi. En systemprojektering ger också underlag för den nu så vanliga uppdelningen av en entreprenad i många underentreprenader. Huvudentreprenören minskar sitt ekonomiska risktagande och kan uppnå högre kvalitet. Huvudentreprenörens viktigaste uppgift blir att samordna aktiviteterna, vilket fått benämningen "construction management". Informationsteknologi Genom informationsteknologi kan administrativt arbete utföras var som helst i världen och skickas via dator till användare. Programvaror blir gemensamma och byggandet får likartade regler i allt fler länder. Arkitekt - och ingenjörsarbete, såsom CAD-ritningar och beräkningar, kan på konkurrenskraftigt sätt, i större utsträckning än nu, komma att utföras i låglöneländer. Genom att förfinade datoriserade beräkningsmetoder nu kan tillämpas, kan hela huset utformas som ett tekniskt system i klimathänseende. Vid projekteringen kan hänsyn tas till en mängd olika faktorer - solens inverkan, olika materials termiska egenskaper etc. Därmed finns det bättre underlag för orientering av byggnader, för materialval och för dimensionering av uppvärmnings- och ventilationsanläggningar i olika byggnadstyper. Detta är speciellt viktigt för att kunna hantera den internationella typ av glasarkitektur som nu blir allt vanligare i Sverige. Gemensamt CAD-system Med ett gemensamt CAD-system kan projektet tillföras information som direkt kan ge underlag för produktion fabrik och byggplats. En modern byggproduktion kan i stor utsträckning bestå av montagearbete av komponenter som är färdigställda till en lämplig nivå på fabrik. I en tillverkares åtagande kan montaget ingå. För att uppnå största möjliga rationalitet eftersträvas typiserade lösningar som ger upprepningseffekter. En del arbetsmoment kommer dock alltid att vara fördelaktigare att utföra på byggplatsen. Byggnadsarbetarna deltar numera ofta, inom målstyrda grupper, i planeringen av arbetet på byggarbetsplatsen. Material- och teknikutveckling Hela tiden pågår en utveckling för att förbättra materials egenskaper och kvalitet (11). Genomgripande förändringar av material och teknik inom byggområdet går dock

mycket långsamt och stegvis. I Sverige byggs ännu tre fjärdedelar av alla bostadshus som platsbyggen medan t ex i Finland och Danmark lika stor andel byggs med fabrikstillverkade element (8). Där har öppna system utvecklats vilka genom rationell tillverkning blir konkurrenskraftiga. Byggandet är inte längre så bundet vid vissa material som tidigare. Funktionen styr och om en komponent av ny konstruktion eller nytt material visar sig fylla funktionen bättre och billigare ersätts den gamla lösningen med den nya. Att bygga med stomme av stål har blivit vanligare. I kontorsbyggnader kombineras t ex ofta pelar-balksystem av stål med håldäcksbjälklag av betong och med mineralullsisolerade fasadelement med t ex trästomme. Allt detta kan sedan kläs med en fasad av tegel. Stål har också kommit in som plåtreglar, som enligt förebilder från USA, utvecklats som substitut för träreglar i vägg-, bjälklags- och takkonstruktioner. Träbyggandet har under lång tid utvecklats mot ett allt lättare byggeri i vilket träandelen sjunkit. Det har nu skett en vändning. Massivträbyggande har blivit ett nytt begrepp som innebär att tjocka träskivor, hopfogade mekaniskt eller med lim, används som stomme i väggar och bjälklag. Dels är tillgången på billigt trämaterial stor, dels anses massiva konstruktioner ge bättre inneklimat genom att de fungerar utjämnande på värme- och fuktvariationer. Därmed har trä börjat konkurrera inom områden där betong tidigare varit dominant. Det är nu tillåtet att, under vissa förutsättningar, använda träkonstruktioner i hus med fler än två våningar. Genom att krav på brandskydd, ljudisolering och stabilitet m m, har kunnat uppfyllas har ett antal bostads- och kontorshus med 4-5 våningar, byggts både som plats- och som prefabbyggen. Internationella strömningar i arkitektur och byggteknik får allt större genomslag. Det är nu vanligt med utländska deltagare i svenska arkitekttävlingar och inte ovanligt att de vinner. Ett exempel på internationell påverkan är den glasarkitektur som finns i de stora städerna världen över. Det är nu enkla eller dubbla klarglaskonstruktioner som är aktuella och även i Sverige har denna arkitektur på senare tid fått fotfäste. Utvecklingstendenser Industrisamhället sägs vara på väg mot sitt slut. Vi är redan inne i det postindustriella samhället - informationssamhället. Denna nya utvecklingsfas medför obönhörligt sociala, ekonomiska och politiska omstruktureringar. Information kan hanteras sekundsnabbt över hela världen och de geografiska avstånden innebär allt mindre begränsningar. Allt mer i samhället går ut på att ge människan "upplevelser" av olika slag. Det är marknadens uppgift att tillhandahålla dem. Detta får konsekvenser även för byggandet. Produkters form, yta och utseende - design - får allt större betydelse och tekniken att framställa dem blir alltmer ointressant. Produkterna förutsätts uppfylla baskrav vad gäller hälsa, beständighet, ekologi, driftekonomi etc. Nu gäller det att tillfredsställa andra mer specifika krav och företag anstränger sig att uppfylla dem. Hur projekten lyckas i detta hänseende blir avgörande för konkurrenskraften. Livsstilsbyggande Just nu byggs inga hyreshus i Stockholm. Hyresreglering sätter tak för hyran vilket i princip omöjliggör ett lönsamt byggande. Istället inriktar sig byggföretag på projekt som betalar sig bättre. En väg är "livsstilsbyggandet", d v s speciella kundgruppers preferenser kartläggs noga och projekt utformas med hänsyn till dem. Bostäderna kan marknadsföras och säljas innan projektet byggs. Genomsnittligt sägs vi i Sverige betala 34 procent av vår månadsinkomst för vårt

boende (15). Genomsnittet i Europa är 25 procent. Till viss del kan detta förklaras med högre administrativa kostnader och skatt. Det anses allmänt att det borde vara minst 30 procent billigare att bygga. Försök har gjorts att genom förenklingar och mindre ytor bringa ner kostnaderna till en acceptabel nivå (12). Systemskompetens För att kunna hänga med i utvecklingen måste de svenska arkitekterna och ingenjörerna ha en kompetens som motsvarar den i andra länder. För att kunna delta aktivt i den allt mer uppdelade byggprocessen krävs systemkompetens och förmåga att hantera processer. Det gäller att kunna se projekt ur ett helhetsperspektiv samt att kunna samarbeta med olika specialister i byggprocessen. Utbildningen måste hålla hög klass och erfarenhetsutbytet med andra länder underlättas. Byggandet är nu så komplicerat, att det inte är möjligt för någon att kunna allt. Inom olika delområden är utvecklingsnivån hög och kringgärdad med krångliga regler som kräver detaljkunskap. Det gäller att kunna tillämpa systemtänkande och IT-system för projektering och för produktion i fabrik och på byggplats. Specialister med djupa kunskaper inom speciella områden krävs men utbildningar av arkitekter och ingenjörer måste ha vissa överlappande moment och samarbete tränas redan under utbildningen. Vi är på god väg att utveckla ett effektivt systembyggande som kan hantera en byggprocess som blir alltmer uppdelad på specialister och på specialiserade företag. Utvecklingen av den avancerade teknik som krävs för att samordna produktionen är förhållandevis snabb. Det industrialiserade byggandet innebär nu något helt annat än det gjorde för femtio år sedan. Då innebar det storskaliga helhetslösningar medan begreppet nu avser en flexibel process avpassad till kunder specifika behov. Alla led av byggprocessen har förändrats. Projekteringen är spridd på många händer och på många orter. Alltmer tillverkas på fabrik, transporteras till byggplatsen på överenskommen tid där det monteras med mekaniserade hjälpmedel. För att få det hela att fungera smidigt krävs datorstöd men också nya relationer och ett utvecklat samarbete mellan olika parter - arkitekter, konstruktörer, byggare, leverantörer m fl. Bildtext: (borttagen) 1.Tillbyggnaden på Åhléns varuhus på Söder i Stockholm 1979-80 är ett exempel på pelar-balksystemet. Litteratur 1 Liedman Sven-Erik, 1997. I skuggan av framtiden. Modernitetens idéhistoria. Albert Bonniers 2 Asplund G m fl, 1931. acceptera. Tidens förlag. 3 Red Holm Lennart, 1998. Lennart Bergvall. Bygg rationellt för det goda livet. Arkitekturmuseet, Skriftserie publikation nr 7. 4 Pettersson Lars Fingal, Samuelsson Sture. 1978. Lätta byggsystem. Uppföljning av intressanta byggprojekt. CTH 1978:10. 5 Jacobsson Mejse, 1965. Byggandets industrialisering. Byggnadsindustrins Förlags AB 6 Svensson Per, 1996. Storstugan. Bonnier Alba 7 Rådberg Johan, 1997. Drömmen om atlantångaren. Atlantis. 8 Adler Peter, 1995. Bostadsbyggandet på väg mot öppen industrialisering. Sv Byggtjänst AB. 9 Sandberg Nils-Erik, 1997. Byggkraschen. Ekerlids förlag.

10 Fernström Gösta, Kämpe Per, 1998. Industriellt byggande växer och tar marknad. Byggförlaget. 11 Ödeen Kai, Forsberg Brita, 1999. Material, metoder & miljö. Stockholms Byggnadsförening. 12 Persson Mats, 1999, Ny byggprocess - Svedalamodellen. LTH 13 Samuelsson Sture, 1999. Industrialisering och teknikutveckling: Arkitekturmuseets årsbok. Källa: Husbyggaren (Nr 7 / 2001)