Klimatoptimering med parametrisk design vid tidiga stomval

Sammanfattning: Sveriges mål är att nettoutsläppen av växthusgaser ska vara noll år 2045. Energianvändningen ska vara effektiv, miljövänlig och resurssnål och energin ska främst vara framställd av förnyelsebara energikällor. Tidigare forskning visar att träkonstruktioner generellt ger lägre utsläpp av växthusgaser än stål- och betongkonstruktioner ur ett livscykelperspektiv. Vid jämförelse mellan stål- och betongkonstruktioner visar det sig att stål har lägre utsläpp växthusgaser med fördelen att stålelement kan framställas av återvunnet stål.   Hypoteser och problemformuleringar skapas utifrån tidigare forskning och är grundläggande för detta arbete. Vilket stommaterial av betong eller stål är mest fördelaktigt ur miljösynpunkt? Är trä alltid det mest miljövänliga konstruktionsmaterialet och därmed det som bör användas? Skiljer sig resultatet då laster och byggnadsförhållanden ändras? Antalet dimensioner som en byggnadsstomme kan anta är åtskilliga. Eftersom flera material kan väljas blir urvalet ännu större och en omfattande datahantering krävs för att bestämma vilken dimension och vilket material som är det mest fördelaktiga ur miljösynpunkt. Parametrisk design är en designprocess där vissa parametrar väljs ut och ger förutsättningar till designen. Därefter genereras den lösning som är mest optimal effektivt. För att mäta miljöpåverkan, utsläpp samt energi- och resurskonsumtion av en byggnad sägs livscykelanalys vara den mest objektiva och passande analysmetoden och används därför i detta arbete tillsammans med parametrisk design för klimatoptimering.  Syftet med examensarbetet är för det första att utreda vilka möjligheter byggnadskonstruktörer har för att klimatoptimera element med parametrisk design. För det andra genomförs studien för att undersöka i hur stor utsträckning byggnadskonstruktörer självständigt kan genomföra livscykelanalyser, LCA, i tidiga skeden i projekt. Målet med arbetet är att ta fram en metodik för hur optimering av utvalda bärande element med hjälp av parametrisk design kan genomföras och avgöra deras utsläpp av växthusgaser och primärenergianvändning för att sedan genomföra stomval i tidiga designskeden. Vidare är målet att ta fram en manual för metodiken och ett optimeringsverktyg skapat med parametrisk design som kan användas som pilotprojekt.  Ett antal utredningar krävs för att uppnå syftet med arbetet. Dels en utredning för att undersöka på vilket sätt konstruktörer kan använda parametrisk design, dels utreda hur det kan kombineras med LCA för att klimatoptimera bärande konstruktioner. Dessutom måste metoder inom parametrisk design studeras, samt möjligheter och svårigheter med klimatberäkningar. När det är gjort skapas ett optimeringsverktyg anpassat till syftet och användarna som i detta fall är konstruktörer.   Arbetet resulterar i att ett framtaget optimeringsverktyg som är anpassat enligt användarnas tidigare kunskaper. I dagsläget är optimeringsverktyget anpassat för att analysera ett fristående element, både ur konstruktions- och miljösynpunkt. Analys av enbart ett element anses ge ett godtagbart resultat för LCA utan att användaren har större kompetens inom LCA. Om fler material och större byggnader ska analyseras bör optimeringsverktygets syfte ändras till att främst optimera konstruktionen, följt av att en konsult med LCA-kompetens utför en LCA med de framtagna mängderna av material.