Näited - LVS3sustainable-steel.eu/downloads/ee/LVS3_CaseStudies_ppt... · 2015. 1. 6. · Profiilplekk Cofraplus 60 : 70.6 t / Cofraplus 60 : 70.6 t Kogupaksus 150 mm 240 mm + 70mm

Teraskonstruktsioonide jätkusuutlikkuse analüüs

Näited

Juuni 2014

EUROPEAN CONVENTION FOR CONSTRUCTIONAL STEELWORK • CONVENTION EUROPEENNE DE LA CONSTRUCTION METALLIQUE • EUROPÄISCHE KONVENTION FÜR STAHLBAU

TERASKONSTRUKTSIOONIDE JÄTKUSUUTLIKKUSE ANALÜÜS

Sisu

12/15/2014 2



12/15/2014 3



Eesmärk

12/15/2014 4

Võrrelda keskkonnamõjusid erinevate konstruktsioonivariantidega hoonetel

Kolm konstruktsioonitüüpi:

– Teras-betoon komposiitkonstruktsioon

– Betoonkonstruktsioon

– Optimiseeritud teras-betoon komposiitkonstrutksioon



Hoone määratlus

12/15/2014 5

• Põhiplaan: 42x24 m

• Korruste arv (välja arvatud esimene korrus): 8 korrust

• Asukoht Pariis

6 m

5 m

6 m

5 m

42 m

24 mMeeting

Room1 WC 1 WC 2Meeting

Room 2

Circulation

Offices Est

Offices Nord

Offices South

Offices West



Piirdekonstruktsiooni komponendid

12/15/2014 6

North/South[m2]

West/East[m2]

Sum[m2]

Walls 908 523 1431

Glazing 389 224 613

Total areas 1297 747 4088

• Fassaad: kergpaneelid teraskarkassil, soojustus 50 mmpolüstüreenvahtu (XPS)• Aknad: topeltklaasidega, osaliselt päikese varjestusega

• Katus: soojustus 18 cm polüstüreenvahtu (EPS)



Kasutusrežiim & tehnosüsteemid

12/15/2014 7

• Küte & jahutus

• Mehaaniline ventilatsioon soojustagastusega

• Soe tarbevesi: elektriboiler

Vastavalt nõuetele büroohoonel



Kandekonstruktsioon

12/15/2014 8

• Teras & betoon komposiit– Komposiit talad avadega S355

– Profiilplekk COFRA+60 ja 15 cm betooni(C30/37)

– Stabiliseeritud betoonsüdamikuga (C30/37)

• Betoonkonstruktsioon– Terasarmatuur (C30/37)

– Monteeritavad õõnespaneelid (C30/37)

– Stabiliseeritud betoonsüdamikuga (C30/37)



Kandekonstruktsioon

12/15/2014 9

• Optimiseeritud teras ja betoon komposiit– Komposiittalad avadega S460

– Profiilplekk COFRA+60 ja 15 cm betooni (C30/37)

– Stabiliseeritud terassidemetega (teras S460)



Büroohoone konstruktsioonid

12/15/2014 10

Konstruktsiooni osaVariant 1

Komposiit

Variant 2

Betoon

Variant 3

Optimiseeritud komposiit

Põhielemendid 239.9 terast 1199 t betooni 197.1 t terast

Teraslehed sõlmedes 14.994 t / 11.827 t

Armatuur / 59.1 t /

Betoonsüdamik

Betoon C30/37

1941 t

armatuur 44.16 t

Betoon C30/37

1941 t

armatuur 44.16 t

/

Terassüdamik / /Terasprofiilid 75.46 t

teraslehed 6.037 t



Büroohoone vahelaeplaat

12/15/2014 11

KonstruktsiooniosaVariant 1

Komposiit

Variant 2

Betoon

Variant 3

Optimiseeritud komposiit

Profiilplekk Cofraplus 60 : 70.6 t / Cofraplus 60 : 70.6 t

Kogupaksus 150 mm240 mm + 70mm of

screed150 mm

Betoonplaat 2246 t 4688 t 2246 t

Armatuur 16.56 t 16.56 t 16.56 t



Transport

12/15/2014 12

• Terase transport : – Kogukaal : 369.6 t

– Transport : 500 km tavaveok

• Betooni transport: – Kogukaal : 4676 t

– Transport : 50 km segistiveokiga



Tulemused: üldkokkuvõte (teras S355)

12/15/2014 13

• Kasutusfaas (moodulB) annab 90% GWP mõjust iga konstruktsioonitüübi puhul



-200

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

Module ASteel S460

Module AConcrete

Module CSteel S460

Module CConcrete

Module DSteel S460

Module DConcrete

Total A to CSteel S460

Total A to CConcrete

Total A to DSteel S460

Total A to DConcrete

Global Warming Potential (t CO2 eq)

Beams Columns Plates connections Reinforcement Floor sheets Concrete of structure Concrete slabs Envelope Transport

Tulemused: teras S460 vs betoon GWP mõju

12/15/2014 14

+82%

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

S460 Concrete S460 Concrete S460 Concrete S460 Concrete S460 Concrete

Module A Module C Module D Total A to C Total A to D

+ 53%+ 82%



Tulemused: kokkuvõte

12/15/2014 15

• Kasutusfaas annab suurema osa keskkonna jalajäljest.Efektiivsete fassaadisüsteemide kasutamine võimaldab LCA optimiseerida sõltumata kandekonstruktsioonitüübist.

• Komposiitkonstruktsioon on jätkusuutlikum kui betoonkonstruktsioon isegi terase ümbertöötlemist arvestamata. Terase ümbertöötlemise korral betoon- ja komposiitkonstruktsiooni erinevus suureneb (umbes 82%)

• Keskkonnamõjude seisukohalt on kasulikum kasutada kõrgtugevat terast.



12/15/2014 16



Hoone määratlus

12/15/2014 17

• 4 korterit 55m², kahel korrusel.

• Asukoht - Timisoara

A1 A2

A3 A4

12m

9.2m



Piirdekonstruktsioonid

12/15/2014 18

• Fassad : teraskarkassil kergpaneelid, soojustus 120 mm kivivilla

• Aknad : topeltklaasiga, alumiiniumraamiga

• Katus : soojustatud 18 cm polüstüreenvahuga

North/South

[m2]

West/East

[m2]

Sum

[m2]

Seinad 47 41 87

Klaasid 22 12 34

Kogupindala 69 53 122



Kasutusrežiim ja tehnosüsteemid

12/15/2014 19

• Gaasiküte

• Jahutus puudub

• Mehaaniline ventilatsioon puudub

• Soe tarbevesi elektriboileriga

Vastavalt elamu nõuetele



Alumine põrand & hoone konstruktsioonid

12/15/2014 20

• Tuulutatav põrand, 0.2m raudbetoonist(0.7t armatuuri)

• Kergprofiilidest teraskarkassiga seina- ja katusekompnendid = muud teraselemendid puuduvad



Transport

12/15/2014 21

• Terase transport : – kogukaal : 1.6 tonni

(armatuur)

– Transport : keskmine Euroopa terasetransport, 1 t keskmine Euroopa vahemaa

• Betooni transport : – Kogukaal: 52 tonni

(Alumine põrand)

– Transport : 30km segistiveokitega



Tulemused: üldtulemused elamule

12/15/2014 22

• Kasutusfaas (moodul B) annab umbes 99% GWP mõjust



Küttekulud

12/15/2014 23



12/15/2014 24

Tulemused: materjalide mõju

• Piirete materjalid annavad 79% GWPmõjust (moodul A)




12/15/2014 25

• Kasutusfaas (Moodul B) annab praktiliselt kogu keskkonna jalajälje.

• Konstruktsiooni osa on tühine. Efektiivne fassaadisüsteem võimaldab vähendada LCA alusel määratud keskkonnamõju



12/15/2014 26



Eesmärk

12/15/2014 27

Võrrelda LCA kahe erineva konstruktsiooniga hoone puhul

• Liigendtugedega portaalraam kuumvaltsitud terasprofiilidest

• Jäikade tugedega postid, liigendtoetusega tala, postid ja talad raudbetoonist



Hoone määratlus

12/15/2014 28

• 900m² tööstushoone

• Asukoht - Pariis



Piirdekonstruktsiooni komponendid

12/15/2014 29

• Fassaad : 80mm PUR sandwich paneelid

Energiatõhus variant : 200mm PUR sandwich paneelid

• Aknad: topeltklaasiga & Alumiiniumraamiga

• Katus : Hüdroisolatsiooni all 140mm mineraalvilla



Tööstushoone põrand

12/15/2014 30


terasraam S235

Variant 2

terasraam S460

Variant 3

betoonraam

Alumise korruse

põrand

betoon : 425.7 kg

armatuur : 14.4 t



Kasutusrežiim ja tehnoseadmed

12/15/2014 31

• Küttesüsteem : gaasiküte

• Jahutussüsteem puudub

• Mehaaniline vent.-süsteem puudub

• Soe tarbevesi puudub

Tööstushoone – hoone tüüp



Hoone konstruktsioon

12/15/2014 32


terasraam S235

Variant 2

terasraam S460

Variant 3

Betoonraam

tala IPE 450 (6.88t) IPE 330 (4.33 t)

Monteeritav betoontala T80

(34.19 t)

armatuur BSt500

202.5 kg/m³ (2.93 t)

postid

Primaarpost: IPE400

Sekundaarpost :

HEA480

(4.17 t)

Primaarpost : IPE400

Sekundaarpost :

HEA480

(4.17 t)

Betoonristlõige 0.4x0.4m C30/37

(30.12 t)

armatuur BSt500

108.1 kg/m³ (1.38 t)

poldid 43 kg /

lehed sõlmedes 336 kg /



Transport

12/15/2014 33

• Terase transport : – Kogukaal: 26 tonni

Talad + Postid + Sõlmed

– Transport : keskmine distants Euroopas

• Betooni transport : – Kogukaal : 425 tonni

Talad + Postid

– Transport : 30 km segistiveokiga



Tulemised: üldtulemused tööstushoonele

12/15/2014 34

• Kasutusfaas (Moodul B) annab 99% GWP-st mõlemal konstruktsioonitüübil



12/15/2014 35

Tulemused: teraskonstruktsioon

the envelope materials accounts for 56% of the total GWP impact

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Steel S235 Steel S460 Steel S235 Steel S460 Steel S235 Steel S460

Module A Module A Module C Module C Module D Module D

GW

P m

õju

(tC

O2

-eq

)

GWP mõju võrdlus terase klassidele S235 vs S460

Envelope

Transport

Concrete floors

Rebars

Steel elements

Piirdekonstruktsioonide materjalid annavad 56% kogu GWP –st moodulis A



12/15/2014 36

Tulemused: teraskonstruktsioonid

-2

0

2

4

6

8

10

12

14

S235 S460 S235 S460 S235 S460 S235 S460 S235 S460

Module A Module C Module D Tot A to C Tot A to D

GW

P m

õju

(tC

O2

-eq

)

GWP mõju võrdlus terase klassidele S235 vs S460

Steel elements

- 22%

13.6 tCO2eq

10.7 tCO2eq

Terase klassi suurendamisega saavutati 22% väiksem tCO2eq mõju moodulis A



Tulemused : Moodul D , terasraam S460

12/15/2014 37

• Moodul D (kasu väljaspool süsteemi piire) teras S460 puhul kogumõju GWP :

-27.6 t CO2eq

• Näha on kasu piirdekonstruktsioonimaterjalide ümbertöötlemisest:

– Kergel teraskarkassil fassaadielemendid

– Profiilplekk katusel



12/15/2014 38

• Moodul A: kogu GWP mõju = 183 tCO2eq

• Kogu GWP mõju konstruktsioonisüsteemist= 80 tCO2eq, millest 40% on põrandabetoon.

Tulemused : betoonkonstruktsioon



-2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

S460 Concrete S460 Concrete S460 Concrete S460 Concrete S460 Concrete

Module A Module C Module D Tot A to C Tot A to D

GW

P m

õju

(tC

O2

-eq

)

Transport Concrete elements Rebars elements Steel elements

Tulemused: GWP mõju võrdlus teras vs betoon

12/15/2014 39

Betoonkonstruktsiooni puhul47% suurem GWP tCO2eq moodulites A kuni D



Keskkonnasäästlikkuse kasv isolatsiooni paksuse suurendamisega

12/15/2014 40

• Lihtne hinnata AMECO3-ga : kasutajasõbralik tarkvara

• Kasutusfaas (moodul B): netosääst 888 tCO2-eq

• Tootmisfaasis (moodul A) : suureneb 13 tCO2eq, lisasoojustuse arvel

Võrreldes energiatarbe vähenemisega on see suurenemine tühine, põhjendatud on hoone kasutusaegse energiatõhususe suurendamine.

80 mm 200 mm




12/15/2014 41

• Kasutusfaasist tuleneb kõige suurem osa hoone jalajäljest. Efektiivsed fassaadilahendused võimaldavad LCA optimaalsemaid tulemusi

• Kuumvaltsitud profiilidest teraskonstruktsioonid on väiksema mõjuga keskkonnale kui raudbetoon, isegi siis kui ei arvestata ümbertöötlemist

• Kõrgtugeva terase kasutamine ehitistes on keskkonna seisukorrale soodne..

Documents

Näited - LVS3sustainable-steel.eu/downloads/ee/LVS3_CaseStudies_ppt... · 2015. 1. 6. · Profiilplekk Cofraplus 60 : 70.6 t / Cofraplus 60 : 70.6 t Kogupaksus 150 mm 240 mm + 70mm