Byggnader bidrar till omkring en tredjedel av världens utsläpp av växthusgaser. Detta ställer stora kravpå de olika aktörerna i byggbranschen att öka miljömedvetenheten och öka strävan mot mermiljövänliga byggnader. Genom parametrisk design kan en byggnads geometrier och andraförutsättningar definieras med hjälp av variabla parametrar, vilket skapar stora möjligheter till ökaddigitalisering och miljömedvetenhet genom klimatoptimeringsmetoder i byggnaders tidigaprojekteringsskede.Syftet med studien är att med hjälp av parametrisk design belysa möjligheterna till effektivisering ochoptimering av val av stomsystem och material med minimala utsläpp av växthusgaser som krav iprojekteringsskedet. Genom en utförandemetod som utgår från en experimentell studie, litteraturstudieoch en fallstudie av en aulabyggnad på Brantingskolan i Uppsala undersöks möjligheterna till attoptimera stomsystem av materialen stål och trä med minimala utsläpp av växthusgaser som krav,genom att skapa ett visuellt programmeringsspråk i programvaran Grasshopper. Vissa fördelar ochnackdelar med optimeringsmetoden kan även urskiljas utifrån en tolkning av resultatet kombineratmed en tolkning av tidigare teorier.Med lastförutsättningar och indatamått från bärande pelare och balkar från fallstudien och medkoldioxidekvivalenter för de olika materialen som underlag har ett verkligt scenario skapats därstudien resulterar i ett urval av 10 olika stomlösningar för respektive material som har dimensioneratsoch optimerats i programvaran Grasshopper med minimala utsläpp av växthusgaser somoptimeringskrav. Antalet balk-pelarramar har varit den styrande parametern i undersökningen som styrspridningsavståndet mellan balk-pelarramarna och den totala mängden utsläpp av växthusgaser somvarje stomlösning bidrar med. Resultatet av de 10 olika stomlösningarna för respektive material visaratt ökande av antalet pelare och balkar i en konstruktion inte nödvändigtvis innebär ökade utsläpp avväxthusgaser.Utifrån en analys av resultatet har slutsatsen kunnat dras att genom denna optimeringsmetod kan flerakonstruktionsalternativ tas fram och analyseras, enligt en Set-Based Design, utifrån olikaspridningsavstånd mellan balkar och pelare i det tidiga projekteringsskedet med minimala utsläpp avväxthusgaser för att undvika att ett stomsystem med onödigt mycket utsläpp av växthusgaser väljs attgå vidare med.Den största nackdelen med optimeringsmetoden visar sig vara påverkan av ett negativt värde påkoldioxidekvivalenten för trä som, genom denna optimeringsmetod, ger ett missvisande resultat. Denstörsta fördelen med optimeringsmetoden visar sig vara att projektspecifika parametrar enkelt kanjusteras och läggas till i skriptet och i realtid skapa en modell som kan passa liknande projekt. / About a third of the global greenhouse gas emissions comes from constructions. This puts a lot ofpressure on the different operators in the construction business to increase environmental awarenessand to push for more eco-friendly constructions. With parametric design, the geometry and otherconstruction specific preconditions can be defined by variable parameters, which creates a lot ofpossibilities to increase digitalization and environmental awareness with climate optimizing methodsin the early planning stage of a construction project.The purpose of this study is to illustrate the possibilities of increased efficiency and optimization offrame systems and material selection with regard to minimal greenhouse gas emissions in theconstruction planning stage, with parametric design. With a experimental study and a literature studyand a case study of a lecture hall building in Brantingskolan in Uppsala, the possibilities of optimizinga steel and wood frame system with regard to minimal greenhouse gas emissions is studied by creatinga visual programing language in the software Grasshopper. Certain advantages and disadvantages withthe optimization method can also be found by an interpretation of the result combined with aninterpretation of former studies.With the load preconditions and the measurements of the load bearing pillars and beams from the casestudy and with carbon dioxide equivalents from the different materials as a starting point, a real casescenario has been made were the study results in a selection of 10 different frame system solutions foreach material that has been structurally calculated and optimized with a minimal amount ofgreenhouse gas emissions in the software Grasshopper. The amount of beam and pillar frames hasbeen the steering parameter in the study that decides the spacing between each beam and pillar frameand the total amount of greenhouse gas emissions that each frame system solution contributes with.The result of the 10 different frame system solutions for each material shows that increasing thenumber of beam and pillar frames in a frame system does not necessarily mean increased greenhousegas emissions.Based on the analysis of the result a conclusion has been made that, through this optimization method,multiple construction alternatives can be found and analyzed, according to a Set-Based Design, withvarious spacing between beams and pillars in the early planning stage with minimal greenhouse gasemissions to avoid a selection of a frame system with unnecessary large amount of greenhouse gasemissions.The biggest disadvantage with the optimization method turns out to be the effect of a negative carbondioxide equivalent value for wood that, through this type of optimization method, gives a misleadingresult. The biggest advantage with the optimization method turns out to be that project specificparameters easily can be adjust and added in the script in real time to create a model that can beapplied to similar projects.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:liu-168084 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Sjöberg, Andreas |
| Publisher | Linköpings universitet, Kommunikations- och transportsystem, Linköpings universitet, Tekniska högskolan |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0101 seconds