Projektering av hallbyggnad : Jämförelse mellan trä- och stålstomme

Abstract

I detta arbete har gjorts en jämförelse mellan en trä- och stålstomme för en hallbyggnad. Syftet var att med hjälp av välbeprövade konstruktionsalternativ ta fram en tydlig kostnadsjämförelse mellan de båda materialen. Hallbyggnaden ska bestå av samma klimatskal i båda materialen. Alltså det som skiljer är hallens stomme och i och med detta även grundkonstruktionerna. Däremot har endast stålstommens grundkonstruktion dimensionerats och används därför för bägge materialen i kostnadskalkylen.

Kraven för brandsäkerheten har tagits upp och vad dessa innebär för byggnadens mått, sektionerande byggnadsdelar, antal utgångar samt klasskraven för de använda byggmaterialen. Snölast och vindlast har tagits fram för den aktuella hallbyggnaden med hjälp av Eurokod. Skillnaderna mellan trä- och ståldimensionering har berörts och de största skillnaderna mellan materialen i planeringsskedet. Myndigheternas krav på klimatskalet i en delvis uppvärmd byggnad, har också tagits upp. Hallbyggnaden har sedan projekteras, dörrar, hallportar och fönster har placerats ut och valts ut så att de uppfyller kravet på U-värdet. Det samma gäller takelement, väggelement samt den markliggande plattan.

I resultatet tas upp vilka de största skillnaderna är mellan materialen och när det lönar sig att använda sig av vilket. I kostnadskalkylen tas upp hur stor skillnaden för arbetsmängden är mellan trä- och stålstommen samt vad det totala priset blir för båda materialen. I kostnadskalkylen ingår även ett alternativ med väggelement, takelement och markliggande platta. Detta för att ge en helhetsbild på vad priset på en sådan hallbyggnad rör sig kring.

Tässä työssä on tehty vertailu hallirakennuksen puu- ja teräsrungon välillä. Tarkoituksena oli käyttämällä hyväksi todettuja rakennusvaihtoehtoja tuottaa selkeä kustannusvertailu näiden kahden materiaalin välillä. Hallirakennuksen piti koostua samasta ilmastokuoresta molemmissa materiaaleissa. Hallin runko ja sen myötä myös perusrakenteet eroavat siis toisistaan. Toisaalta vain teräsrungon perusrakenne on mitoitettu ja sitä käytetään siksi kustannuslaskelmassa molemmille materiaaleille.

Paloturvallisuusvaatimuksia on käsitelty ja mitä ne merkitsevät rakennuksen mitoituksille, osastoiville rakennusosille, uloskäyntien lukumäärälle ja käytettyjen rakennusmateriaalien luokkavaatimuksille. Kyseisen hallirakennuksen lumi- ja tuulikuorma on selvitty käyttämällä Eurokoodia. Puu- ja teräsmitoituksien erot on käsitelty ja suurimmat erot materiaalien välillä suunnitteluvaiheessa. Viranomaisten vaatimukset rakennuksen vaipasta osittain lämmitetyssä rakennuksessa on myös käsitelty. Hallirakennus on suunniteltu niin että ovet, portit ja ikkunat on sijoitettu ja valittu että ne täyttävät U-arvon vaatimuksen. Sama koskee kattoelementtejä, seinäelementtejä ja maanvaraista laattaa.

Tulokset kertovat mitkä ovat suurimmat erot materiaalien välillä ja milloin mitäkin kannatta käyttää. Kustannuslaskelmassa selvitetään kuinka suuri ero työmäärässä on puu- ja teräsrungon välillä ja mikä on molempien materiaalien kokonaishinta. Kustannuslaskelmaan sisältyy myös vaihtoehto seinäelementeillä, kattoelementeillä ja maanvaraisilla laatoilla. Tämä antaa kokonaiskuvan tällaisen hallirakennuksen hinnasta.

In this thesis work, a comparison between a wooden frame and steel frame for a hall construction is conducted. The purpose was to use well-proven design alternatives to produce a transparent cost comparison between the two materials. The hall construction consists of the same climate shell in both materials. The only thing that separates them is the frame of the hall construction and because of that also the foundation. However, only the foundation for the steel frame has been dimensioned and is used for both materials in the cost calculation.

The fire requirements have been addressed and how these affect the building’s dimensions, fireseparating building elements, number of exits and the class requirements for building materials. Snow load and wind load have been calculated for the current hall construction with help of Eurocodes. The differences in wood and steel dimensioning have been examined, as well as the main differences for the materials in the design stage. The authorities’ requirement of the climate shell in a partially heated building has also been addressed. After this the hall construction could be designed, doors, hall doors, and windows have been placed in their places and selected so they meet the requirements for the U-value. The same applies to the roof elements, wall elements and the floor slab.

The result addresses the main differences between the materials and when to use which. The cost calculation addresses how large the difference in the amount of work is between the wood and steel frame and what the total price of the hall construction is for each material. The cost calculation includes one alternative of wall elements, roof elements and floor slab. This is to give an overall picture of what the price of this kind of a hall construction is.