Brohuset Hovedrapport Gr. A105 Forår 2004

Transkript

1 Brohuset Hovedrapport Gr. A105 Forår 2004 Aalborg Universitet Det teknisk-naturvidenskabelige fakultet Indeklima og energiøkonomi, 6 semester

2

3 Den Teknisk-Naturvidenskabelige Uddannelse Sohngårdsholmvej Aalborg Titel: Brohuset Tema: Projektering, udførelse og drift af bygninger og deres installationer Projektperiode: Projektgruppe: A105, 6.semester Synopsis: Deltagere: Frederik Winther Morten Buus Karoline Thomsen Michael O. Pedersen Konstruktionsvejleder: Gustavo Cifuentes Cifuentes Installations- og klimateknik: Mogens Steen-Thøde Anlægsteknik: Erik Bejder Projektet omhandler projektering af en del af Brohuset i Aalborg. Bygningen er opbygget af betonelementer, hvis stabilitet behandles i projektet. Desuden dimensioneres en forspændt betonbjælke bl.a. mht. brandpåvirkning. I bygningen dimensioneres brugsvandsinstallationerne for ungdomsboligerne, hvor det arbejdes med hvordan et solvarmeanlæg kan indgå som alternativ opvarmningskilde. Det vurderes hvilke energimæssige og økonomiske besparelser der kan opnås heraf. Desuden dimensioneres et udsugningsanlæg for ungdomsboligerne. Der er lavet en tilbudskalkulation på en del af bygningen ud fra V&S prisbøger. Desuden er der udarbejdet en tidsplan for en del af byggeriet og der er udarbejdet et forslag til indretning af byggepladsen. I forbindelse med projektet er der udarbejdet en hjemmeside der behandler byggeriet og kurset Informationsteknologi i Byggeprocessen. Oplagstal: 8 Sideantal: 30 Bilagsantal: 151 Tegningsantal: 16 Afsluttet den:

4

5 Forord Forord Denne rapport er udarbejdet af projektgruppe A105, 6. semester på Aalborg Universitet under byggeri- og anlægssektoren i indeklima og energiøkonomi. Hovedtemaet for projektet er: Projektering, udførelse og drift af bygninger og deres installationer. Projektet henvender sig hovedsagligt til personer med samme eller højere faglige forudsætninger som 6. semester studerende på B-sektoren ved Aalborg Universitet. Projektperioden forløb fra februar til maj Projektet er delt op i tre hovedområder, der har følgende vægtning: - Konstruktion 25% - Installations- og klimateknik 50% - Anlægsteknik 25% Der er desuden under kurset Informationsteknologi i Byggeprocessen udarbejdet en hjemmeside omhandlende projektet. Denne side er under projektperioden anvendt som kommunikationsmiddel mellem gruppemedlemmer og vejledere. På siden findes selve projektet samt appendiks i form af beregningsfiler fra Matlab, Kviksol og Excel, der har været anvendt under projektarbejdet. Hjemmesiden kan findes på addressen: Rapporten er opdelt i hoved- og bilagsrapport, samt en tegningsmappe. I hovedrapporten er medtaget forudsætninger og resultater af de behandlede emner. For mere detaljerede forklaringer og beregninger henvises til bilagsrapporten, hvor der bagerst er indsat appendiks. Tegningsmappen indeholder tekniske tegninger som dokumentation af dimensioneringen. Figurer og tabeller i rapporten er nummereret fortløbende i hvert kapitel og ledsaget af forklarende tekst. Kildehenvisninger er angivet ved [titel, sidetal/punkt]. Bagerst i hovedrapporten er kilderne listet alfabetisk. Frederik Winther Karoline Thomsen Morten Buus Michael O. Pedersen I

6

7 Indholdsfortegnelse Indholdsfortegnelse 1. Indledning Valg af udsnit Indretning af lejligheder Informationsteknologi Konstruktion Bygningens stabilitet Detailprojektering af bjælken Installationsteknik Brugsvand Cirkulationsledning Afløbsinstallationer Ventilation Solfangeranlæg Opbygning af anlæg Funktionskrav Sikkerhed Solfangere Anlægsydelse Priskalkulation Anlægsteknik Indretning af byggepladsen Aktiviteter Planlægning Tilbudskalkulation Litteraturliste...31 III

8

9 1. Indledning 1. Indledning Udgangspunktet for dette projekt er det allerede opførte lejlighedskompleks, Brohuset. Bygningen er opført umiddelbart vest for Limfjordsbroen i området mellem Brohusgade, Strandvejen og Vestre Havnepromenade. (figur 1.1). figur 1.1 Placering af Brohuset i Aalborg. Bygningen bygges sammen med to eksisterende bygninger. Rådgivnings- og revisionsfirmaet KMPG opfører en bygning på ca. 1400m 2 til kontorer og mødelokaler. Boligforeningen Fjordblik opfører 107 ungdoms- og almennyttige boliger samt kontor og mødelokaler med et samlet areal på ca. 8000m 2. figur 1.2 Brohuset set fra gården. 1

10 Brohuset Under en del af bygningen og gårdarealet opføres der parkeringskælder med plads til ca. 100 biler (figur 1.3). figur 1.3 Parkeringskælder under gården. Bygningerne opføres i henhold til lokalplan , som er gældende for havneområdet mellem Limfjordsbroen og spritfabrikken. figur 1.4 Oversigt over området omkring Brohuset. Lokalplanen har til formål at sikre, at det tidligere havneområde mellem Limfjordsbroen og spritfabrikken omdannes til en ny bydel med tæt etagebebyggelse til blandet bymæssig bebyggelse, hvoraf mindst 1/3 af det samlede bruttoetageareal skal anvendes til beboelse. Desuden er det et krav, at bebyggelsen opføres i 4-6 etager. 2

11 1. Indledning 1.1. Valg af udsnit Det er valgt at se på den del af bygningen, der går fra modullinie 19 til 27 jf. figur 1.5. Denne del af bygningen er beliggende ud til Strandvejen. Dette udsnit vil blive betegnet bygning B. Bygning B består af seks etageplan, hvor der på de tre øverste er etableret lejligheder. Disse tre etageplan er ens, og består af otte lige store lejligheder, nummereret fra a til h, jf. figur a 3b 3c 3d 3e 3f 3g 3h figur 1.5 Plan over etage 3. På 2. etage er der indrettet to lejligheder til beboelse hhv. lokale 2g og 2h. Der er derudover kontorfaciliteter samt et mødelokale. Indretningen af disse lokaler er vist på figur 1.6, hvor der i lokale 2a er møderum, køkken i 2b, gang i 2c, toilet i 2d, rengøringsrum i 2e og et depot i lokale 2f. 2b 2e 2d 2a 2c 2f 2g 2h figur 1.6 Plan over 2. etage 1. etage er indrettet med administration for Boligforeningen Fjordblink i lokale 1a, kontorer i 1b og 1d, post og kopirum i 1c, kantine i 1e, toiletter og garderobe i 1f, 1g og 1h samt maskinrum i 1j som vist på figur

12 Brohuset 1f 1b 1g 1h 1i 1e 1a 1c 1d 1j figur 1.7 Plan over 1. etage. Kælderen bruges primært til installationer og er indrettet med ingeniørgang, teknikrum, depot og vaskerum Indretning af lejligheder Alle lejlighederne i bygning B er af samme størrelse og indretning. Lejlighederne er på 33m 2 og indrettet med køkken og bad i hver lejlighed. Oprindeligt er det tænkt at køkken og bad placeres midt i lejligheden, så lejligheden deles i to rum på hhv. 10m 2 og 14m 2 (figur 1.8) Installationsskakten er placeret i forlængelse af badet. Køkkenet kommer til at fungere som gang med begrænset plads udover komfur og køkkenvask. figur 1.8 Oprindelig indretning af lejlighed. Alternativt kan badet flyttes til ydervæggen mod altangangen, derved vil resten af lejligheden være et stort rum, og køkken kan indrettes efter badet, se figur 1.9. Samtidig kan køkkenet gøres større med skabe både mod bad og ind mod rummet. Køkkenet adskilles fra rummet 4

13 1. Indledning med en halvmur. Installationsskakten kan fortsat placeres i forlængelse af badet, så den kommer til at adskille køkken og bad. Køkkenvask og komfur placeres mod badet for at lette rørføringen. figur 1.9 Alternativ indretning af lejlighed. Da den alternative indretning vurderes at give en bedre udnyttelse af lejligheden, vælges der at arbejde videre med denne indretning. I køkkenet er der en køkkenvask og en emhætte over komfuret. På badeværelset er der udover et toilet en håndvask og badefaciliteter i form af en bruser. Desuden skal der foretages udsugning fra badet [BR 95]. 5

14

15 2. Informationsteknologi 2. Informationsteknologi I forbindelse med PE-kurset i informationsteknologi (IT) er dette implementeret som værktøj i det daglige projektarbejde. Kursets væsentligste bidrag til at lette projekt- og gruppearbejdet har været introduktionen til at opbygge en hjemmeside. Denne hjemmeside har primært været benyttet til at forbedre kommunikationen indbyrdes i gruppen og ligeledes kommunikationen med vejledere. I dette afsnit beskrives hjemmesidens opbygning og funktion kortfattet, mens en mere omfattende og teknisk beskrivelse af hjemmesidens programmering foreligger på selve hjemmesiden. Hjemmesiden er opbygget af to søjler med links der indrammer et vindue hvori de enkelte links åbnes. De to søjler med menuer er således altid synlige og skaber dermed en større overskuelighed for nye brugere. Samtidig kan der herved spares tid da det ikke så ofte vil være nødvendigt at navigere frem og tilbage. Gruppens medlemmer, samt projektets indhold og formål præsenteres kortfattet. Endvidere introduceres Brohuset via en række digitale billeder. Derforuden forefindes en oversigt over projektrelevante links, bl.a. til forelæsernes hjemmesider, bygviden.dk og Lindab. Hjemmesiden indeholder to forumer, vejledernes forum og gruppens forum, som er dens væsentligste og mest anvendelige funktion. Begge disse forumer er beskyttet med adgangskode således at kun vejledere og gruppen har adgang her til. Vejledernes forum er struktureret efter de tre vejledere og indeholder de arbejdsblade som løbende har været sendt til disse. Arbejdsbladene under de enkelte vejledere er opdelt i nye, gamle og færdigtrettede, således at vejlederen ikke er tvivl om hvilke dokumenter der netop er lagt ud, men samtidig har adgang til tidligere dokumenter. Denne opbygning giver også vejlederen mulighed for løbende at orientere sig om projektarbejdets forløb. Gruppens forum indeholder links til de enkelte gruppemedlemmers biblioteker samt fælles filer som benyttes under projektskrivningen. Desuden indeholder dette forum foreløbige arbejdsblade som gruppen skal gennemlæse. Forumet indeholder ligeledes links til de udleverede konstruktionstegninger samt en kalender som løbende opdateres. Efter projektets færdiggørelse er dette lagt ud på siden i pdf-format og kan frit downloades. Projektets appendiks er primært internetbaseret, idet alle appendiks kan hentes via hjemmesiden. Appendiks består primært af Excel- og MatLab-filer, samt et datablad. Databladet foreligger i pdf-format. Hjemmesiden findes på nedenstående adresse. 7

16

17 3. Konstruktion 3. Konstruktion Det følgende kapitel omhandler redegørelsen for bygningens stabilitet, samt dimensionering af en bjælke i stueetagen. For en mere detaljeret gennemgang af resultaterne og beregningsmetoderne, henvises til bilag A, B og C Bygningens stabilitet Brohuset opføres som et montagebyggeri af præfabrikerede betonelementer og som tidligere beskrevet analyseres kun en del af Brohuset, afsnittet gående fra modullinie 19 til 27. De monterede elementer fungerer som bygningens bærende konstruktion og ses alle på figur 3.1. På bygningens tre øverste etager består de bærende konstruktionselementer af vægge og etagedæk, fungerende som henholdsvis skiver og plader. På de to nederste etager er der fra modullinie 19 til 23 anvendt søjler og bjælker i stedet for skillevægge, mens der i den resterende del af etagerne er skillevægge som på de overliggende etager. Søjlerne og bjælkerne optager tilsammen de samme kræfter som skillevæggene. figur 3.1 Skitse af bygningens bærende konstruktioner fra modullinie 19 (venstre del) til 27 (højre del). På de to nederste etager ses de bærende søjler. Den bærende konstruktion, som skal afstive bygningen, kan siges at være en skivebygning, idet denne er udformet således, at kræfterne i høj grad optages ved skivevirkning. En sådan 9

18 Brohuset konstruktionsudformning er hensigtsmæssig, da vægge og etagedæk har betydeligt større stivhed når de påvirkes i deres eget plan, og dermed fungerer som skiver. Det bemærkes, at ingen af facadevæggene er bærende, mens alle skillevæggene mellem lejlighederne er bærende. Hele konstruktionens stabilitet opnås ved at sikre at de enkelte bærende elementer er i ligevægt. Er dette tilfældet for alle elementer kan hele bygningen siges at være stabil. [Montagebyggeri 2, side 2]. figur 3.2 Illustration af hvorledes de vandrette laster påvirker konstruktionen. Bygningens principielle stabilitet er sikret, idet vandrette kræfter på facaderne, eksempelvis vindlast, kan optages ved skivevirkning i de bærende skillevægge mellem lejlighederne, som illustreret i figur 3.2. Vandrette kræfter på gavlen optages derimod af etagedækkene. Lodrette kræfter på tagkonstruktionen føres gennem de bærende skillevægge og videre til fundamentet, mens lodrette kræfter inde i bygningen ved pladevirkning føres gennem etagedækkene og videre til skillevæggene inden de optages i fundamenterne, se figur 3.3. Fra modullinie 19 til 23 på de to nederste etager føres de lodrette kræfter gennem bjælkerne og søjlerne, og derfra videre til fundamentet. 10

19 3. Konstruktion figur 3.3 Illustration af hvorledes de lodrette kræfter optages i konstruktionen. Detaljetegningen viser hvorledes kræfterne føres igennem skillevæggene på konstruktionen. Det er endvidere kontrolleret, at bygningen har tilstrækkelig stivhed i form af en undersøgelse af spændingsfordelingen i de enkelte konstruktionselementer. Der er hermed fundet frem til at de hårdest belastede elementer, når konstruktionen påvirkes af vandrette laster er i skillevæggene fra 2. sal til 4. sal, i facadevæggen på 1. sal, og i stuen (Bilag B). Idet konstruktionen påvirkes af lodrette laster, er det i stueetagen, at de største spændinger findes. Disse er fundet til at være i søjlerne som også er illustreret i bl.a. figur Detailprojektering af bjælken Ud fra undersøgelserne af bygningens stabilitet, vælges der at dimensionere en af de omtalte bjælker, nærmere bestemt den bjælke, der befinder sig i stuen. Denne bjælke er 11,4m lang, og skal bære etagedækket, samt kontoret som befinder sig på 1. sal. Bjælken vil herefter blive eftervist for anvendelsesgrænsetilstand, brudgrænsetilstand samt ulykkeslast i form af brand. Der vælges at undersøge en standard rektangulær bjælke fra Spæncom, som leveres støbt og klar til montering. Bjælken skal forspændes, idet den har et stort spænd. Den valgte bjælke har dermed følgende forudsætninger, og er illustreret i figur Bjælken leveres præfabrikeret fra Spæncom med målene mm. - Bjælken forspændes med 1000MPa. - Bjælken skal overholde de krav, der stilles i de danske konstruktionsnormer vedrørende betonbjælker. 11

20 Brohuset figur 3.4 Aksonometrisk afbildning af den valgte bjælke. Ud fra den valgte dimension vælges det at placere 4 liner i den øvre del af bjælken, samt 12 liner i den nedre del, se figur 3.5. De 16 liner vælges at være af typen L12,5 med en trækstyrke på 1760MPa, hvormed forspændingskraften ikke overstiger trækbæreevnen (Bilag C) figur 3.5 Tværsnit af bjælken der viser placeringen af de 12 liner Det udregnes i bilag C, at bjælken ved anvendelsesgrænsetilstand deformeres 121,5mm. Dette stemmer overens med kravene stillet i [Teknisk Ståbi punkt ]. Ydermere er bjælken kontrolleret for brudgrænsetilstand. Det viser sig, at bjælken ved en betontrykstyrke på 45MPa og de omtalte liner kan holde til et maksimalmoment på 716kNm. Det maksimale 12

21 3. Konstruktion moment der opstår i den anvendte bjælke er på 670kNm, hvormed bjælken er udnyttet til 94% af dens fulde styrke. Det vurderes hermed, at den valgte bjælke har tilstrækkelig bæreevne for at kunne bære den pågældende last Bjælkens udvikling gennem tid Med tiden vil bjælken ændre karakter pga. svind og krybning i betonen. Oven i dette vil forspændingskraften reduceres med tiden, og der undersøges hermed hvorledes disse faktorer udvikler sig, og om de er acceptable for bjælken. Som sagt sker der en relaxation i armeringen, og denne skal undersøges med henblik på at vurdere om forspændingen er tilstrækkelig efter 5 år. I bilag C vises det, at forspændingskraften efter 5 år er reduceret med 24%, hvilket vurderes at være acceptabelt. Overslagsberegninger giver en udnyttelse af betonen på 87% efter 5 år, hvilket vil sige en forøgelse af udnyttelsen på 4%. Betonens svind, som forårsages af den naturlige udtørring og krybningen, der skyldes forspændingskraften, er beregnet efter henholdsvis 14 dage og 5 år. Det viser sig, at de to fænomener ikke skaber tøjninger af en størrelsesorden, som med tiden kan blive kritisk for bjælkens bæreevne. 13

22

23 4. Installationsteknik 4. Installationsteknik Det er valgt at afgrænse dette projekt til kun at se på bygning B under fagområdet installationsteknik. Endvidere er det antaget at der er lejligheder i hele bygningen, og ikke som den står nu med kontorer på de to første etager. Alle vand- og afløbsledninger tilsluttes til hovedsystemet under Strandvejen. For at undgå unødigt mange tilslutninger, vil der kun være en tilslutning for hver type ledning. Rørføringen inde i bygningen vil ske i installationsskakte. Der vil være en skakt til hver lejlighed, og hver af disse skal kunne indeholde følgende: - En ventilationskanal - En faldstamme til afløb - Et rør til varmt brugsvand - Et rør til koldt brugsvand - To rør til varmeanlæg, et til fremløb og et til returløb Desuden skal der i hver enkelt lejlighed være god plads til koblingsledninger. Idet badeværelset udføres som præfabrikerede toiletmoduler, skal de bare tilsluttes på pladsen, hvilket gør arbejdet på pladsen nemmere. På figur 4.1 ses en skitse af bygning B med skaktene indtegnet. a b c d e f g h figur 4.1 Fordelingsledninger i bygning B. Ved alle vandrette rørstrækninger anvendes der pendulbæringer, idet de tillader at røret kan bevæge sig i ledningens længderetning. Dette sikrer at der ikke forekommer for store spændinger, idet ledningen kan bevæges under udvidelse eller sammentrækning. Ved alle lodrette ledninger anvendes der flangerørsbæringer. I det efterfølgende beskrives de enkelte installationer. 15

24 Brohuset 4.1. Brugsvand I det følgende gøres der rede for opbygningen af brugsvandssystemet. Der skelnes mellem koldt og varmt brugsvand, men det antages at der skal bruges samme ledningsdimensioner. Hovedsagen ved dimensioneringen er at sørge for at der er tilstrækkeligt tryk ved alle installationsgenstande. Dette sikres ved at beregne tryktabet fra forsyningspunktet under strandvejen og op til det der defineres som det farligste punkt. Det farligste punkt er antaget at være bruseren i den højest beliggende lejlighed længst væk fra forsyningspunktet. Denne er benævnt K.5.h, se tegning I.2. Tryktabsberegningerne findes på hjemmesiden. Heraf fremgår det at der skal være et tryk på mindst 150kPa, hvilket er tilstrækkeligt til at kunne anvende vaskemaskinen og de andre installationsgenstande. Samtlige fordelingsledninger og koblingsledninger udføres i kobberrør, hvilket betyder, at hvor der er skjulte samlinger, skal samlingerne loddes sammen, idet der ellers vil være større risiko for utætheder. Alle koblingsledningerne udføres som skjulte ledninger, hvilket giver lejlighederne et finere finish, idet synlige ledninger ikke er pæne at se på. Fra skakten føres ledningerne ind på badeværelset hvor de vil fordele sig til de enkelte installationsgenstande ved at ledningerne er fræset ind i væggene. Da det er toiletmoduler, vil dette være gjort på fabrikken og fører således ikke til større arbejdsbyrde på pladsen. Der går ligeledes ledninger over til køkkenvasken. Ledningsføringen kan ses på figur 4.2. KV HV VM figur 4.2 Ledningsføring i lejlighed. Brugsvandsledningerne skal alle isoleres. Umiddelbart skulle det ikke menes at det var nødvendigt at isolere de kolde brugsvandsledninger, men på grund af kondensation på overfladen er det nødvendigt med isolering. Det er beregnet, at det er nødvendigt med ca. 10mm isolering. De varme brugsvandsledninger isoleres for at mindske varmetabet. Det er valgt at sætte tykkelsen til 10mm. For at beregne om denne isolering er tilstrækkelig, beregnes varmetabet over ledningsstrækningen og det vurderes om denne kan accepteres. 16

25 4. Installationsteknik 4.2. Cirkulationsledning For at sikre at der på hver tid af døgnet findes varmt vand i hanerne efter kun ti sekunder, er det nødvendigt at lave et cirkulationsanlæg på det varme vand. Dette vil sige, at det varme vand lige så stille cirkulerer i ledningerne og ender tilbage i varmtvandsbeholderen hvor det bliver genopvarmet. Det er valgt, at temperaturfaldet ikke må overstige 2 C. For at sikre at varmetabet ikke overskrider dette, beregnes varmetabet for ledningen med den valgte isolering på 10mm. En skitse af cirkulationssystemet ses på figur 4.3. a b c d e f g h figur 4.3 Cirkulationssystemet i bygning B. Der at valgt at anvende en pumpe fra Grundfos af typen UPS B 180, den skal kunne yde en effekt på 40W. Varmetabet er beregnet til 1,3 C (bilag D) Afløbsinstallationer Afløbssystemet udføres som et separatsystem. Spildevandsafløb og regnvandsafløb fra taget af bygning B dimensioneres. Alle ledninger projekteres i plast, da dette letter udførelsen. Hvert lejemål rummer i toiletenheden vaskemaskine, håndvask, bruser og WC, som kræver tilslutning til afløbssystemet. Derudover er der en køkkenvask i køkkenet. Ledningen fra køkkenvasken til faldstammen og fra vaskemaskinen til bruser udføres med en Ø50mm. Fra bruser og fra WC til faldstammen anvendes en Ø75mm. Ledningerne fra køkkenvask og vaskemaskine lægges med et fald på 12 og ledningen fra WC et med et fald på 20 (bilag E). Faldstammen, som er en stående ledning, placeret i skakten, udføres i en Ø110mm. Ledningen føres helt til taget, og forsynes med en taghætte. Derved bliver faldstammen udluftet, og der er derfor ikke noget krav til antallet af tilsluttede toiletter med en diameter på Ø110 [DS 432]. Ledningerne føres lodret gennem kælderen, og ud af bygningen skjult under kældergulvet. I jord placeres brønde, hvor ledningerne samles. 17

26 Brohuset Til afledning af regnvand fra taget af bygning B anvender halvcirkulære tagrender med en diameter på 120mm. Der placeres 5 nedløbsrør, som angivet på figur 4.4. Nedløbsrørene etableres i en Ø75mm. figur 4.4 Placering af nedløbsrør ved bygning B. Hvor nedløbsrørene samles med regnvandsledningerne placeres en rensebrønd for at fjerne blade og lign. fra regnvandet, så det ikke skaber problemer senere i systemet. Regnvandsledningerne udføres alle i en Ø110mm Ventilation I henhold til [BR95] skal der etableres et basisluftskifte på min. 0,5h -1. Ligeledes skal der være udsugning på toilet og i køkken på hhv. 15l/s og 20l/s. Med denne udsugning er der i bilag F fundet, at hele lejligheden har et luftskifte med 1,5h -1. Hver lejemål indrettes med en emhætte i køkkenet og udsugningsventil på toilet. For at undgå at der opstår undertryk ved udsugning forsynes hver lejlighed med to udeluftventiler i muren ud til Strandvejen. Disse udeluftventiler skal være forsynet med støjdæmper og filter, da Strandvejen er trafikeret. Ventilationsanlægget opbygges af fire identiske mindre anlæg, der hver forsynes ti lejligheder via to hovedkanaler. Afkastet foretages fra taget og udformes som på figur 4.5. figur 4.5 Udformning af afkast fra tag. Under taget placeres en boksventilator, som tilkobles de to hovedkanaler. Hovedkanalerne består af cirkulære rør. Efter hver lejlighed sker et diameterskifte, dog således at hastigheden ikke overstiger det tilrådelige med hensyn til støj. 18

27 5. Solfangeranlæg 5. Solfangeranlæg I forbindelse med projekteringen af Brohuset og installationerne heri, ønskes det undersøgt hvorvidt det er muligt at benytte et solfangeranlæg til opvarmning af brugsvandet. Endvidere ønskes anlæggets økonomiske rentabilitet undersøgt for at kunne fastslå om et sådant er en fordelagtig løsning. Solfangeranlægget dimensioneres kun for den udvalgte bygning B. Solfangeranlægget projekteres ved at funktionskravene og det forventede varmtvandsforbrug bestemmes, hvorudfra alle relevante størrelser skønnes ved hjælp af erfaringsmæssige formler. Efterfølgende føres disse værdier ind i Kviksol, som er et analyseprogram for solfangeranlæg, udarbejdet af Prøvestationen for Solenergi. Kviksol beregner anlæggets ydelse og ud fra denne kan anlægget optimeres. Det forventede varmtvandsforbrug samt bestemmelsen af de relevante størrelser som indsættes i Kviksol kan ses i bilag G Opbygning af anlæg Solvarmeanlægget som tænkes installeret i Brohusets bygning B udformes som vist i principskitsen på figur 5.1. I varmtvandsbeholderen, som placeres i kælderen, installeres en varmespiral som forbindes direkte med solfangerne. Derudover etableres som supplering en varmespiral i beholderens top forbundet med det eksisterende fjernvarmenet. Principskitsen kan også ses i tegningsmappen som tegning I Pa Varmtvandsbeholder 13 4 Suppleringsdel 14 5 Soldel Solfanger Regulering af fjernvarmetilførelse 2. Trykdifferensregulator 3. Temperaturmåler 4. Fjernvarmespiral 5. Solvarmespiral 6. Trevejs blandeventil (skoldningssikring) 7. Cirkulationspumpe 8. Manometer 9. Sikkerhedsventil 10. Kontraventil med afspæring 11. Styringsenhed 12. Koldtvandstilførelse 13. Varmtvandstilførelse 14. Cirkulationstilførelse Varmt brugsvand 7 Cirkulation Koldtvandstilførelse Pa 9 Ekspansionsbeholder Afløb figur 5.1 Principskitse af solvarmeanlæggets opbygning. 19

28 Brohuset 5.2. Funktionskrav Følgende krav til det varme brugsvand kræves overholdt: - Vandet skal af hensyn til afskylning i køkkener ikke have temperaturer lavere end 55 C - For at undgå skoldning må vandet ikke have temperaturer højere end 65 C - Varmtvandsproduktionen i varmtvandsbeholderen skal ske således at eventuel bakterievækst minimeres, derfor skal vandet i beholderen kunne opvarmes til 65 C - Varmtvandsbeholderen inkl. regulering og elektrolyse skal udformes så der ikke dannes isolerende belægninger på spiralerne 5.3. Sikkerhed Det skal sikres at der hverken sker frysning eller kogning i solfangerne da temperaturudsvingene heri kan være meget store. Derfor benyttes en 40% propylenglykolblanding, med et kogepunkt på 140 C og et frysepunkt på -20 C. Da der er tale om et lukket system hvor temperaturen varierer meget pga. de høje temperaturer, skal der installeres en ekspansionsbeholder til at optage de store trykforskelle. For at undgå skoldning indsættes en skoldningssikring i systemet Solfangere Solfangerne placeres på den sydøstvendte tagflade på bygning B, som vist på figur 5.2. Det vælges at placere solfangerne i taget, dvs. med en hældning på 10,5. Det største solindfald kan opnås ved en hældning på 45, men tillægget her viser sig at være mindre end 5%. Det vurderes at have større værdi at gøre solfangerne så diskrete som muligt, hvorfor de placeres i taget. 20

29 5. Solfangeranlæg figur 5.2 Placering af solfangere på bygning B. Den valgte solfangertype er Danmax 2 fra firmaet NilSol ApS, se figur 5.3. Uddybende oplysninger om den valgte solfanger kan ses på databladet(appendiks I.2). figur 5.3 Danmax 2 solfanger Anlægsydelse Gennem en række simuleringer er solfangerarealet og beholdervolumenet optimeret i forhold til de første overslagsberegninger, (bilag G). Der benyttes i alt 35 solfangere placeret i parallelforbindelse med et samlet areal på ca.70m 2. Det mest optimale beholdervolumen i forhold til solfangerarealet findes til 2,9m 3. I praksis vil anlægget formentligt udføres med 36 solfangere for at opnå symmetri heri. Det projekterede solfangeranlæg bidrager på årsbasis med ca. 35% af det samlede årlige energiforbrug til opvarmning af brugsvand, se bilag G. På figur 5.4 er ydelsen fra solfangerne afbildet i forhold til forbruget. Det ses, at solfangeranlægget i vintermånederne kun bidrager med ganske få procent af det samlede forbrug, mens det i perioden fra maj til august bidrager med ca. 70 til 80%. I juli måned er forbruget af hensyn til sommerferie kun skønnet til det halve af årets resterende måneder, hvormed soldelen med god tilnærmelse kan levere al den fornødne energi. 21

30 Brohuset Ydelse Forbrug kwh Måned figur 5.4 Solfangerydelse i forhold til forbrug. Endvidere viser det sig at den maksimale temperatur i solfangerne bliver 106,3 C, mens temperaturen i beholderen maksimalt når 105,9 C. Dermed er der ikke risiko for kogning i solfangerne ligesom risikoen for bakterievækst i beholderen vurderes at være minimal Priskalkulation For at kunne vurdere hvorvidt det er økonomisk rentabelt at etablere det projekterede solfangeranlæg, er der foretaget en priskalkulation og beregning af tilbagebetalingstiden (bilag G). Kalkulationen er foretaget ved hjælp af et regneark baseret på 1996-priser. Den samlede anlægsinvestering incl. besparelser i forhold til opsætning af almindeligt fjervarmeanlæg udgør kr, mens den årlige udgift til drift og vedligehold er skønnet til ca. 3200kr. Ved etableringen af solfangeranlægget kan der årligt spares godt kr i fjernvarmeudgifter, hvormed det viser sig at anlægget vil være tilbagebetalt i løbet af 29 år. Da solfangeranlæg som dette, typisk vurderes at have en levetid på ca.20 år, er det ud fra et rent økonomisk synspunkt ikke givtigt at opstille det projekterede solvarmeanlæg. Denne priskalkulation skal dog tages med et vist forbehold, da beregningen som nævnt bygger på 1996-priser og en mindre ændring i den samlede anlægsudgift vil have stor indflydelse på tilbagebetalingstiden. I forhold til 1996-priser må det forventes at arbejdsløn er vokset samtidig med at komponenterne er blevet billigere at indkøbe. Ydermere udregnes tilbagebetalingstiden direkte, det vil sige uden at evt. forrentning på lån medregnes. Sådanne afdrag ville forøge tilbagebetalingstiden væsentligt. 22

31 6. Anlægsteknik 6. Anlægsteknik 6.1. Indretning af byggepladsen I det efterfølgende beskrives hvorledes byggepladsen er indrettet. Der er to hovedformål med at indrette en byggeplads, og de er som følger [Anlægsteknik 1, s. 17]: - at sikre, at de arbejder og de transporter, der skal finde sted, kan foregå mest hensigtsmæssigt, dvs. med så lille ressourceforbrug som muligt. - at sikre sundheds- og sikkerhedsforholdene for personer, der arbejder på pladsen eller færdes omkring byggepladsen er tilfredsstillende, herunder at de opfylder de krav, der er stillet af arbejdsmiljølovgivningen. Det vælges at indhegne byggepladsen med et trådhegn på betonfødder, for derved at forhindre uvedkommen færdsel på byggepladsen. Der oprettes en lille skurby hvor arbejderne kan opholde sig i deres pauser og klæde om. Der skal desuden være en kontorvogn hvor byggeledelsen kan holde møder. I byggeperioden skal der ligeledes være vandforsyning til pladsen for at betjene toiletter, håndvaske og bade. Pladsen vil blive tilsluttet det offentlige system under Strandvejen, hvor spildevandet lige ledes tilsluttes kloaken. Til bortskaffelse af affald opstilles containere centralt på pladsen, således de nemt kan afhentes og leveres af en lastvogn. Der vil desuden blive opført en oplagringsplads til de forskellige materialer såsom armeringsnet, forskalling osv. Denne vil ligeledes findes centralt på pladsen, således materialerne nemt kan afleveres og hentes. Det er nødvendigt at lave belysning på byggepladsen da udendørsbelysningen varierer over året og døgnet. Dårlig belysning på pladsen vil medføre langsommere udførsel af arbejdet samt øge risikoen for faresituationer. I tabel 6.1 er angivet hvilken lysstyrke forskellige aktiviteter på byggepladsen kræver [Anlægsteknik 1]. 23

32 Brohuset Aktivitet Belysningsstyrke [lux] Orienterings- og færdselslys 25 Groft arbejde 50 Mere krævende arbejde, fx murearbejde 100 Overdækkende arbejdspladser, fx ved rundsav 200 Montagearbejde 300 Præcisionsarbejde 500 tabel 6.1 Belysningsstyrker for forskellige aktiviteter på byggepladsen. Fra bilag H findes det at der skal anvendes 4stk 1000w halogenlamper, der hver leverer en lysmængde på 20000lumen (lm) [Anlægsteknik 1]. Der anvendes desuden flere lamper i kombination med de valgte ved de specifikke typer arbejder såsom præcisionsarbejde. Til at løfte tunge elementer og andre materialer frem til deres anvendelsessted, vælges det at anvende to kraner. Den ene kran vælges at være af typen Krøll K-320. Denne kran skal have en længde af udlægger på ca. 44m. Den placeres i det sydvestlige hjørne af byggepladsen. Den anden kran er af typen Krøll K-180 med en udlæggerlængde på 32m. Den placeres i det nordøstlige hjørne og kan dermed også betjene oplagringspladsen ved skurbyen. Da kranernes bane skal kunne krydse hinanden skal kranen af typen K-180 være 27m og den anden skal være 34m høj Aktiviteter I det følgende vil udvalgte aktiviteter i forbindelse med opførelsen af Brohuset blive gennemgået. Det antages, at der er lejligheder i hele bygningen. Under jordarbejde ses på arbejdet i forbindelse med opførelse af hele Brohuset, mens der ved de øvrige aktiviteter kun ses på bygning B Jordarbejde Da der skal være kælder under bygningerne og P-kælder under gårdarealet skal der bortgraves i alt 8925m 3. Til dette anvendes en hydraulisk gravemaskine med en skovl, der kan bortgrave 1,5m 3 jord af gangen. Jorden køres i depot uden for byen og for at udnytte gravemaskines kapacitet fuldt ud er det nødvendigt med fem lastbiler med en lastevne på 9m 3. Det vil med dette materiel vare 13 dage at foretage udgravningen. 24

33 6. Anlægsteknik Udstøbning af kælder Kælderen fremstilles ved in-situ støbning. Ved støbning af vægge anvendes forskalling, og i vægge indlægges armering. Der benyttes færdigblandet beton, og der skal bruges 162m 3 beton til støbning af begge dele. Der regnes med en bemanding på fire mand under hele forløbet og det vil derfor vare 13 dage Montage af betonelementer Betonelementerne leveres og monteres direkte fra blokvogn, som holder langs med Strandvejen. Badeværelset i lejlighederne leveres som en færdig enhed. Der foruden anvendes følgende type elementer: - facader - dæk - skillevægge og gavl - søjler På baggrund af kranens ydeevne beregnes bemanding. Der skal til montering anvendes fire mand og en mand ved blokvognen til af fæste kranens kroge til elementerne. Det samlede tidsforbrug til montage vil være 855,2mh Tag Spærene leveres som præfabrikerede elementer klar til montage. Til dette anvendes kranen. Da der ønskes en tagbeklædning af tegl, er det nødvendigt først af opføre et undertag. Som undertag vælges tagpap. Bemandingen ved tagbeklædning vil varige mellem to og tre mand til de enkelte aktiviteter, men da disse kan foregå med overlap, vurderes dette ikke at være en gene. Det vil tage ca. ti dage at opføre tag på bygning B Ventilation I bygning B installeres et udsugningsanlæg, og der betragtes kun arbejder i forbindelse med installationer i skakten og i lejlighederne. Der anvendes cirkulære rør. Da det meste arbejde foretages i skakten er der af pladshensyn kun afsat to mand til at installere ventilationsanlægget. Der regnes med et samlet tidsforbrug på 97,5mh VVS Som ved ventilation ses også her kun på installationer i skakten og i lejlighederne. Da toiletenheden leveres præfabrikeret, skal den kun tilsluttet rørene i skakten. Spildevandsledningerne kan monteres på 147,4mh og brugsvandsledningerne på 49,1mh. Der regnes med en bemanding på to mand, der arbejder i hold to og to 25

34 Brohuset 6.3. Planlægning Et vigtigt element i et byggeri er planlægning. Ofte benyttes følgende fremgangsmåde til fastsættelse af tidsplaner. Den samlede tidsramme fastlægges ud fra ønske fra bygherren og milepæle fastsættes. En opdeling af arbejdet i aktiviteter foretages og udfra metodevalg til aktiviteterne bestemmes mandtimeforbruget. Data til beregning af mandtimeforbruget kan stamme fra V&S prisbøger eller fra fagforeninger. Den gennemsnitlige bemanding kan beregnes ved at betragte bemandingen som en ressource. Relationer og rækkefølger af aktiviteterne klarlægges, og varighed og bemanding af den enkelte aktivitet beregnes. Herefter kan tidsplanen optegnes Tidsplan Aktiviteterne optegnes i et aktivitetsdiagram. Diagrammet, som ses af tegning A.3, viser relationerne mellem aktiviteterne, og på baggrund af dette kan den kritiske vej identificeres. Den kritiske vej er de aktiviteter, der ved forsinkelse påvirker sluttidspunktet, og kaldes de kritiske aktiviteter. Disse aktiviteter bør overvåges nøje. Ved forcering af de kritiske aktiviteter kan opførelsestiden formindskes, dog kan der forekomme en ny kritisk vej. Aktivitetsdiagrammet viser kun relationerne mellem aktiviteterne og ikke noget om tidspunktet for de enkelte aktiviteter. Derfor optegnes et stavdiagram (tegning A.2). I stavdiagrammet angivet i hvilket tidsrum aktiviteterne skal foregå. Længden af stavene angiver aktiviteternes varighed. Et stavdiagram over de i bilag I beskrevne aktiviteter kan ses af tegning A Bemandingsplan På baggrund af tidsplanen og de i bilag I angivne bemandinger er det muligt at lave en plan over bemandingen på pladsen. Planen angiver det gennemsnitlige antal folk på pladsen om dagen i de aktuelle uger. Bemandingsplanen ses af figur 6.1. Antal mand Ugenummer figur 6.1 Bemandingsplan. En optimal bemandingsplan kører med få mand i starten af projektet og trapper gradvist op, for at trappe ned igen mod slutningen af projektet. En af grundene til at planen på figur 6.1 ikke antager denne form er at der kun ses på udvalgte arbejder i forbindelse med opførelsen af 26

35 6. Anlægsteknik huset, og ikke på hele projektet. Ligeledes er en del af arbejderne afgrænsede til bestemte områder og ikke hele huset, eksempelvis VVS-arbejde, som kun tæller installationerne i skakten og i lejlighederne Materielplan En materielplan viser, hvornår større materiel, så som kraner, skal anvendes i projektforløbet og i hvor lang tid det skal være til rådighed på pladsen. Planen anvendes af entreprenøren som koordineringsredskab mellem flere projekter og kan være med til at give et fingerpræg om behovet for og omfanget af leje af materiel og mandskab. Af figur 6.2 ses en materielplan for arbejderne beskrevet i bilag I. Typer af de enkelte maskiner kan findes i disse afsnit. Der er ved kranen ikke indlagt tid til opstilling og nedtagning, da planen kun viser anvendelsen af kranen til opførelse af bygning B. figur 6.2 Materielpaln Tilbudskalkulation For at udregne et tilbud på bygning B tages der udgangspunkt i priser fra [V&S 2001] prisbog Der ses i første omgang detaljeret på udstøbningen af kælderen, elementmontagen, opmuring af skalmur og tagkonstruktionen, mens priser for de resterende entrepriser beregnes via kvadratmeterpriser. Det antages, at priserne ikke har udviklet sig væsentligt de sidste tre år, og det er tilstrækkeligt at anvende priserne fra De anvendte priser er nettopriser. Nettopriserne er indeholdende prisen på produktet inkl. transport og spild, men uden salær. Salæret skal tillægges for at få den endelige pris, kaldet bruttoprisen. Løn er også regnet som nettopriser og indeholder gennemsnitlig arbejdstid inkl. akkord. og andre tillæg. For at få den endelige pris skal der tillægges sociale ydelser, omkostninger og salær. Til sammenligning beregnes desuden en pris ud fra en total kvadratmeterpris for hele bygning B. 27

36 Brohuset Prisen for de enkelte entrepriser er fundet i bilag M til: - Udstøbning af kælder: kr. - Element montage: kr. - Opmuring af skalmur: Tagkonstruktion: Resterende: kr. For at finde en samlet pris ligges de forskellige priser sammen og de forskellige tillæg og fradrag føres på. Da de entrepriser, der er beregnet ud fra kvadratmeterpriser, er bruttopriser skal der ikke tillægges sociale ydelser og omkostninger. I tabel 6.2 er alle priserne samlet og det endelige tilbud beregnet. Først beskrives de forskellige tillæg og fradrag. - Omkostningstillæg: Dette dækker omkostninger på byggepladsen i form af værktøj, beklædning, formand, administration, risikotillæg mm. I henhold til [V&S, 2001, s. 6 ] kan omkostningerne sættes til 30 % af løn. - Sociale ydelser: De sociale ydelser er en summering af en masse delprocenter fra ting som sygedagpenge, ATP, feriepenge osv. Procentsatsen er angivet i [V&S, 2001, s. 5] til 37,36 % af løn. - Salær: Salæret skal dække omkostninger til firmaets generelle administration og sættes til 10 % [V&S, 2001, s. 16] - Geografisk prisvariation: På grund af placering af byggeriet fratrækkes 15 % af det samlede beløb, idet priserne i V&S er opgivet fra Sjælland [V&S, 2001, s. 8] - Arbejdspladsindretning: Sættes til 4 % [V&S, 2001, s. 95]. - Drift af byggeplads: Sættes til 2 % [V&S, 2001, s. 95]. 28

37 6. Anlægsteknik Betegnelse Enhed Mængde Tid [mh] NMP [kr.] Løn [kr.] Leje [kr.] Total [kr.] Støbning 554, Elementer 283, Skalmur 1.872, agkonstruktion Samlet 2.952, Resterende I alt 2.952,1* * * * Byggeplads- indretning % 4 118,1* * * 7.834* Drift af byggeplads % 2 59* * * 3.917* I alt 3.129,2* * * * Sociale ydelser % 37, * I alt 3.129,2* * * Omkostninger % * I alt 3.129,2* * * * Salær % * * * I alt * * * * % * * * Geografisk prisvariation 3.129,2* * * * tabel 6.2 Tilbudsskema for bygning B. *Disse tal er uden de resterende entrepriser, idet de resterende entrepriser ikke er delt op i NMP, løn og leje men er en samlet pris. Som det fremgår af tabel 6.2 bliver den samlede pris ca. 12,1 millioner. Det er som tidligere nævnt valgt ikke at fremskrive prisen til 2004 niveau, da det vurderes at forskellen vil være uden større betydning. For at sammenligne beregnes en total opførelsespris, eksklusiv grunderhvervelse, projektering, bygherreadministration og moms [Anlægsteknik 2, s.328]. Kvadratmeterprisen er opgivet til 7.000kr./m 2. Da det samlede etageareal for bygning B er på 1825m 2 findes den totale pris til: = kr. Som det ses er der en lille forskel på de to beregnede priser, hvilket højest sandsynligt skyldes at den beregnede pris fra V&S er uden jordarbejde og uden ekstra udgift for pælefundering. Desuden tager prisen ikke højde for at Brohuset består af mange mindre ungdomsboliger, hvilket er dyrere at opføre end færre større lejligheder, idet der skal installeres flere køkkener og badeværelser, og der generelt er større arbejde ved mange mindre rum end få store rum. 29

38

39 7. Litteraturliste 7. Litteraturliste [Anlægsteknik 1] Anlægsteknikforeningen i Danmark: Anlægsteknik, Polyteknisk forlag, 1. udgave, 1. oplag, 2001, ISBN [Anlægsteknik 2] Anlægsteknikforeningen i Danmark: Anlægsteknik 2, Polyteknisk forlag, 1. udgave, 1. oplag, 2003, ISBN [BR95] Bygge- og Boligstyrelsen: Bygningsreglement 1995, Rønsholt Tryk, ISBN [Danvak] Ole B. Stampe: Varme og klimateknik, Schultz Grafisk, 1. udgave, 1. oplag 2000, ISBN [DS 409] Dansk Standart: Norm for sikkerhedsbestemmelser for konstruktioner, 2. udgave/ 1. oplag 1998 [DS 410] Dansk Standart: Norm for last på konstruktioner, 4. udgave/1. oplag 1998 [DS 411] Dansk Standart: Norm for betonkonstruktioner, 4. udgave/1. oplag 1999 [DS 432] Dansk Standard: Norm for afløbsinstallationer, 2000 [DS 439] Dansk Standart: Norm for vandinstallationer, 3. udgave 2000 [Lindab Comfort] [Lindab Tilbehør] [Lindab Ventilation] [mst] [V&A ståbi] Forelæsningsnoter fra kurset Bygnings Energi Teknik, kursusholder Mogens Steen- Thøde, 2004 Børge Hviid Pejtersen: Vand & Afløb Ståbi, Teknisk Forlag, 1. udgave, 1. oplag 2000, ISBN [V&S 2001] V&S byggedata: V&S priser husbygning netto 2001, 2001 Teknisk Ståbi [grundfos.dk] [plastmo.dk] [krollcranes.dk] [oca.dk] C.G. Jensen: Teknisk Ståbi, Jydsk Centraltrykkeri A/S Viby, 18. udgave, 3. reviderede oplag 2002, ISBN [Notat U-002] Simon Furbo: Varmelagre til solvarmeanlæg Notat U-002, 1997, ISSN