Bachelor’s dissertations

Click on a grey box to view abstract in English and Norwegian. If a title is underlined, then full-text is available. Some titles & abstracts may be machine-translated.

2023+ 2022 2021-

Vilde Lund AARSKOG, Celine Mari BJØRKELO, Ane Kristin Langvik MONSET, Pooja SANTHADAYALAN (2022) “Utvikling av en åpen kildekode varmepumpemodell i MATLAB, og anvendelighet for analyse av ulike arbeidsmedier” [“Development of an open source heat pump model in MATLAB, and applicability for analysis of various refrigerants”, Bachelor’s dissertation]. Oslo Metropolitan University (OsloMet)

Summary: The aim of this report was to be able to develop an open-source heat pump model and use it for application of working fluids. The MATLAB environment is chosen for code development, and CoolProp as the database to extract thermodynamic property data for the various working fluids. The report addresses basic thermodynamic heat pump theory and its components, in addition to the necessary knowledge about heat pump performance indicators such as VHC, COP and PR. The theory chapter also address beneficial refrigerant information for the thesis as a whole. Validation is important for the presentation of the findings made in this report using numerical calculations, therefore achieved results are compared with literature and other publications. During the workprocess several types of working fluids are tested and it proves the model is able to show similar results. This thesis can work as a user guide for others who want to use the model. The MATLAB-code is not a black box model, which means the code can be available for others to use, develop and change for their own purpose.
Norsk sammendrag: Målet med denne rapporten var å utvikle en åpen kildekode for en varepumpemodell, og deretter evaluere modellens anvendelse av ulike arbeidsmedier. Dette er gjort i programmeringsplattformen MATLAB, og CoolProp er databasen benyttet for å hente ut termodynamiske tilstandsegenskaper for de ulike arbeidsmediene. Rapporten tar for seg termodynamisk teori om varmepumpe og dens oppbygging, i tillegg til nødvendig kunnskap om VHC, COP og PR som blir brukt til å beregne en varmepumpes ytelse. Teoridelen tar også for seg informasjon om arbeidsmedier som er gunstig for sammenhengen i oppgaven. Validering er viktig for fremstillingen av funnene gjort i denne rapporten, og resultatene er derfor tolket og sammenlignet med andre aktuelle publikasjoner og litteratur som er tydeliggjort gjennom hele rapporten. Under arbeidsprosessen for utviklingen av koden har det blitt testet ut flere typer arbeidsmedier, og vist at modellen kan gi svært liknende resultater. Denne oppgaven kan dermed bli brukt som en grunnleggende brukerguide for andre som vil bruke denne modellen. MATLAB-koden er ikke en «black box» modell, det vil si at den har blitt laget på en slik måte at andre kan bruke, utvikle og endre den som de vil til eget formål.
Supervisor(s): Rebecca ALLEN (OsloMet).

Oskar ARNESEN, Uzair SHIRAZI, Claver Reggie AMALADAS (2022) “Ytelse analyse av varmepumpe med forskjellige naturlige kuldemedier” [“Performance analysis of heat pumps with different natural refrigerants”, Bachelor’s dissertation]. Oslo Metropolitan University (OsloMet)

Summary: The aim of this bachelor project was to optimize the coefficient of performance (COP) for room and hot water production heat pump with a natural refrigerant. Studying natural refrigerants and their ability to obtain great COP values will hopefully raise their awareness. The importance of natural refrigerants is higher than ever before because synthetic refrigerants are phasing out due to stricter environmental laws. The natural refrigerants that were studied were: CO2, ammonia, and propane because those are the most known. There are hand calculations, simulations in the script program EES with usage for commercial buildings and simplified simulations in simple CO2 one-stage plant. The script in EES got developed for the refrigerant that got the highest COP by hand calculations. It resulted in CO2 being the highest performer with a COP of 4,86, thus creating a script for CO2. Detailed analysis of the EES script showed that the refrigerant performance is mostly determined by the return temperature of CO2 in the gas cooler, the gas cooler and evaporator ratio, the isentropic value, and the heating demand for hot water and room heating. Low return temperature means that the heat has been mostly transferred, low ratio means less necessary compressor work, high isentropic means the compressor effect is increased and low heating temperatures means less work for compressor.
Norsk sammendrag: Hensikten med bacheloroppgaven var å analysere ytelsesgraden (COP) i en rom og tappevanns varmepumpe ved bruk av et naturlig kuldemedium for næringsbygg. Målet var å øke bevisstheten rundt naturlige kuldemedier ettersom syntetiske kuldemedier utfases på grunn av deres miljøbelastning. De naturlige kuldemediene som ble analysert var CO2, ammoniakk og propan ettersom de var det mest anvendte naturlige kuldemediene. Det var utført håndberegninger, simulering i skriptprogrammet Engineering Equation Solver med bruksområde for næringsbygg og utarbeidet en forenklet modell i programmet Simple CO2 one-stage plant. Skriptet i EES ble utviklet for det kuldemediet som fikk den høyeste ytelsesgraden i håndberegningen. Resultatet ble CO2-kuldemediet som fikk det høyeste ytelsesresultatet med 4,86 i COP. Deretter ble det utarbeidet et skript i Engineering Equation Solver for CO2. Analyseringen av skriptprogrammet viste at ytelsesgraden var mest påvirket av returtemperaturen til CO2 i gasskjøler, trykkforholdet mellom gasskjøler og fordamper, isentropisk virkningsgrad og oppvarmingstemperaturen til tappevann og romoppvarming. Lav returtemperatur fører til fullstendig utnyttelse av varmetransporten, lavt trykkforhold fører til mindre nødvendig kompressorarbeid, høy isentropisk virkningsgrad for bedre utnyttelse av kompressorarbeid og lavest mulig, men tilstrekkelig oppvarmingstemperatur for mindre arbeid for kompressor.
Supervisor(s): Habtamu Bayera MADESSA (OsloMet).

Sturla Bergwitz SAUR, Ådne BORGERUD, Pål P.HENAUG, Rashid YOUSEF (2022) “Evaluering av svømmehall” [“Evaluation of a swimming hall”, Bachelor’s dissertation]. Oslo Metropolitan University (OsloMet)

Summary: Swimming halls are demanding buildings and differs from normal houses and commercial buildings, in a sense that the energy demand/consumption is much far greater. The demand is due to maintaining a warmer indoor climate mean, while keeping the evaporations amount from the pool at an acceptable level. Despite having far greater net energy needs than a regular sport center, swimming halls are still being built according to the demands for sports center in TEK17. A swimming hall which has technically innovative system is built at Flesberg and it is this swimming hall we have been tasked to evaluate. One building aspect that differs Flesberg swimming hall from other swimming halls in Norway, is that it is built in solid wood, performed after “2521 concept”, and the pool can be divided into two heat zones. The swimming hall is built with the ambition of adapting to the user necessities. Further, there is a desire to achieve energy efficient solutions, efficient heat recovery and passive house standard. The goal for this task was to conduct assessment of the indoor climate, water usage and energy consumption at this swimming hall. A lot of new and relevant issues were soon discovered after some work was done. This has led to a more complete assessment of the facilities. Questionnaires, measuring equipment and smoke gas tests has been used when measuring and analyzing the indoor climate and environment. We found that the indoor climate was vulnerable against high load and that the stirring of air inside was bad. In addition to a non-homogenic indoor climate, we also found that the pool does not get the desired temperature. Energy consumption has been calculated, analyzed, and compared against other Norwegian swimming facilities using key figures. We discovered potential for improvement in this area, but also that this swimming facility scored relatively high compared to other facilities. While the swimming facilities has been operating it is estimated to have used 833057 kWh and the COP of the heat pump has been calculated to be 2,12 in 2021. Water usage has also been looked at, but lack of data and information in connection with the usage has been a barrier against finding conclusive results. Through careful observations of the heat system and water circuits a PID drawing was made to help us guide through the troubleshooting of the system. It has been concluded that the bi temperate pool doesn’t work, and we found this through measurements, theory, questionnaires and of course some well-earned bathing. Other Errors and imperfections with significant values: – Dehumidification capacity in the ventilation system is too low on hot day, caused by operating principal and execution of the cold circuit. – SD system and technical room has many marking errors – Fungal formation and heat loss from sauna – Water leakage from pool to technical room – Wrong temperature in tap water – Short circuit in both the cold and hot circuit – Leaky climate shell, especially through the emergency exits, wall between the pool area and cantina and at the entrance to the swimming pool. – There is negative pressure at the pumps in energy well – Possibilities for active use of solar energy on the roof.
Norsk sammendrag: Svømmehaller er svært krevende bygg, og skiller seg fra hus og næringsbygg, da de har større energibehov, ettersom det skal opprettholde et varmere inneklima, og samtidig holde fuktighetsnivåene fra fordunstningsmengden til bassenget på akseptable nivåer. Til tross for langt større nettoenergibehov enn idrettshaller, bygges svømmehaller etter krav i TEK17 for idrettsanlegg. På Flesberg er det bygget en svømmehall med nyskapende tekniske systemer, som vi har fått i oppgave å evaluere. Det som er spesielt med svømmehallen på Flesberg er at den er bygget i massivtre, utført etter «2521 konseptet» og bassenget har mulighet for inndeling i to temperatursoner. Svømmehallen er bygget med ambisjoner om å tilpasse alle brukergruppes ulike behov. Videre ønskes det å oppnå energieffektive løsninger, effektiv varmegjenvinning og passivhusstandard. Målet med oppgaven var å gjennomføre en vurdering av inneklima, vannforbruket og energibruken til svømmehallen. Etter hvert som arbeidet pågikk, ble det oppdaget flere problemstillinger av faglig interesse, som har ført til at det har blitt gjennomført en mer helhetlig vurdering av anlegget. Inneklimaet og miljøet har blitt målt og analysert gjennom bruk av spørreundersøkelser, måleinstrumenter og røykgassforsøk. Inneklimaet er sårbart for høy belastning og omrøringen av luft i hallen er dårlig. I tillegg til at inneklimaet ikke er homogent, oppnår ikke svømmehallen ønsket bassengtemperatur. Energiforbruk har blitt beregnet til 833057kWh brukt i 2021. Forbruket for året er analysert, og sammenliknet med snittforbruk til norske svømmehaller ved bruk av nøkkeltall. Her finnes forbedringspotensial, da COP til varmepumpen ble beregnet til 2,12, forbedring kan utføres både ved optimalisering av varmegjenvinning og utbedring av utførelse. Men, det oppnås likevel respektable nivå for nøkkeltall. Vannforbruk har blitt sett på, men mangel på data og informasjon i forbindelse med forbruk har vært en barriere mot et konkluderende resultat. Gjennom observasjoner er det utarbeidet PID-tegninger for varmeanlegg og krets til forbruksvann, for forenkling av feilsøking. Gjennom målinger, teori, spørreundersøkelser og bading, er det fastslått at bitemperert basseng ikke fungerer. Andre feil og mangler av signifikant verdi: – For lav avfuktningskapasitet i ventilasjonsaggregatet på varmere dager, grunnet driftsprinsipp og utføring av kuldekrets. – Merkefeil i SD-anlegg og i teknisk rom – Varmetap fra, og soppdannelser i badstue – Vannlekkasjer fra basseng i teknisk rom – Feil temperatur på forbruksvann – Kortslutning både i kulde- og varmekrets – Utett klimaskall: særlig ved nødutgangene, inngangen til svømmehallen og vegg til kantine – Undertrykk på pumper i energibrønn – Muligheter for aktiv utnyttelse av solenergi.
Supervisor(s): Wolfgang KAMPEL (OsloMet, Multiconsult); Bjørn AAS (NTNU-SIAT).
Acknowledgements: NTNU SIAT – Senter for idrettsanlegg og teknologi (Bjørn Aas); Flesberg Kommune/Flesberg svømmehall (Jan Cornelis Treffers); OsloMet (Nils Ledermann).

Izma AHMAD, Yuri Hiraoka HVINDEN, Stephanie Thu HUYNH, Sigurlaug Máney SÆMUNDSEN (2022) “Undervisningsekspriment for bachelorstudenter – Innblikk i varmepumpe og modellering” [“Teaching experiment for bachelor students – Insight into heat pumps and modeling”, Bachelor’s dissertation]. Oslo Metropolitan University (OsloMet)

Summary: The thesis “Teaching experiment for Bachelor students – Insight into heat pump and modeling” was written and prepared in the spring of 2022 by four graduating students at OsloMet – Metropolitan University, program of Energy and environment in construction. The bachelor thesis is an experiment, where the main project is to prepare and carry out a teaching experiment aimed at first-, second- and third-year students at the same program, as well as an arrangement that can be performed for students associated with the subject Thermodynamics (EMTS1400). The main project was an internal task that was provided by the group’s supervisor and associate professor. The group members optimized a teaching experiment that consisted of warm-up questions, short teaching theory, assignment sets, quizzes, and evaluation of the lesson. A total of 6 sessions were held, consisting of 12 school hours, where one session lasted for 2 school hours with the experiment. The purpose of the project was to develop a MATLAB-code for a heat pump model, prepare a teaching plan and carry out a teaching experiment on students. The software MATLAB and CoolProp were used in association with the modeling, and an explanation will be given of how they will be used. During the teaching experiment, students within the bachelor’s program Energy and Environment in Construction have used the developed model in a function file and a work file, as well as performed tasks related to this. The students’ level of knowledge has been tested prior to the experiment and after completion to gather information about the user-friendliness and usefulness the model can have. The students were divided into two groups, where group 1 was assigned a pre-coded MATLAB code while group 2 was allowed to make some changes to the code, add variables, and test themselves with the understanding of the code. With this way, it could be tested whether code changes could contribute to an increased understanding of how thermal properties in a heat pump can affect COP, entropy, and enthalpy. It turned out that group 2 was more satisfied with the arrangement and felt that the MATLAB code was useful in solving the assignment set. The data points were too few to reinforce the theory that group with completed script got the best understanding of the session.
Norsk sammendrag: Oppgaven «Undervisningseksperiment for Bachelorstudenter – Innblikk i varmepumpe og modellering» ble skrevet og utarbeidet våren 2022 av fire avgangsstudenter ved OsloMet – Storbyuniversitet, linje Energi og miljø i bygg. Bacheloroppgaven behandler et eksperiment, der hovedprosjektet går ut på å forberede og gjennomføre et undervisningseksperiment rettet mot første-, andre- og tredjeårsstudenter ved samme linje, samt et opplegg som kan utføres til studenter som knyttes til emnet Termodynamikk (EMTS1400). Hovedprosjektet var en intern oppgave som var frembrakt av gruppas veileder og førsteamanuensis. Gruppemedlemmene optimaliserte et undervisningseksperiment som bestod av oppvarmings-spørsmål, kort undervisningsteori, oppgavesett, quiz og evaluering av timen. Til sammen ble det oppholdt 6 økter som bestod av 12 skoletimer, der en økt varte i 2 skoletimer med eksperimentet. Hensikten med prosjektet var å utvikle en MATLAB-kode for en varmepumpemodell, utarbeiding av et undervisningsopplegg og gjennomføring av et undervisningseksperiment på studenter. Programvarene MATLAB og CoolProp er brukt i forbindelse med modelleringen og det skal bli gitt en forklaring på hvordan de er brukt. Under undervisningseksperimentet har studenter innenfor bachelorstudiet Energi og miljø i bygg benyttet seg av den utviklede modellen og en arbeidsfil, samt utført oppgaver relatert til dette. Kunnskapsnivået til studentene har blitt testet i forkant av eksperimentet og etter gjennomføring for å samle inn informasjon om brukervennligheten og nytten modellen kan ha. Studentene ble inndelt i to grupper, der gruppe 1 fikk tildelt en ferdig laget MATLAB kode mens gruppe 2 fikk gjøre noen kode forandringer, legge til variabler og teste seg frem med forståelsen av koden. På denne måten skulle det testes om kodeforandringer kunne bidra med økt forståelse av hvordan termiske egenskaper i varmepumpe kan påvirke COP, entropi og entalpi. Det viste seg at gruppe 2 var mer fornøyd med opplegget og følte at MATLAB koden var nyttig ved å løse oppgavesettet, men har nødt til å konkludere med at det var innhentet for lite data for å forsterke teorien om at gruppe med ferdig lagt script fikk best forståelse av økten.
Supervisor(s): Rebecca ALLEN (OsloMet).

Navina JEGAKUMARAN, Susann MELLAND, Andrea I. SELVIK (2022) “Gir personalisering av inneklimaet mer fornøyde brukere?” [“Does personalizing the indoor climate make users happier?”, Bachelor’s dissertation]. Oslo Metropolitan University (OsloMet)

Summary: A good indoor climate has so far been measured by objective measurements. It is believed that there is always a minimum of 5 % dissatisfied among those occupying the room. The individual’s subjective perception of the indoor climate must count more for their location to reduce the proportion of dissatisfied people. This is the principle of personalization of the indoor climate. The objective of the thesis is to investigate whether personalization of the indoor climate provides more satisfied users. Personalization of the indoor climate is an area with large, undiscovered potential. It is possible to personalize the climate at home and in the car, but the possibilities are often limited in the workplace. This thesis is an indication study that looks at the possibility of personalizing the indoor climate in the meeting rooms at Miljøhuset GK by using the app InOffix. The thesis looks at how the app objectively cooperates with the valves in the room and how it affects the indoor climate. This data is collected by measuring the thermal environment, CO2 concentration, and airflow. The thesis also looks at how personalization affects users subjectively and surveys are used to collect these data. It is possible to change the setpoint temperature in the meeting room where the user is located by using the InOffix app. The measurements are taken at the default setpoint and for the minimum and maximum temperatures changed in InOffix. The results show minimal temperature changes when a new setpoint is desired, but changes in air quality are noticeable. The CO2 level is below the recommended maximum level when there are 3 people present in a room intended for 14. If the meeting room is at full capacity, there is a higher risk of CO2 concentration exceeding the recommended value from Arbeidstilsynets guidance. It is difficult to conclude whether the cause of the problems with temperatures and CO2 is InOffix or the capacity of the ventilation system. The results of the subjective data indicate a slight improvement in the indoor climate in the meeting rooms when users were allowed to use InOffix. Due to few participants in the surveys, it is not possible to conclude but to see indications. The surveys consisted mainly of check-off questions but also written answers. The check-off questions were used for Ørebro-roses and statistical analysis. The written answers were used to better understand users’ perceptions. Ørebro were used to compare against the reference values and to extract trends in developments. The statistical analysis in the thesis does not provide a basis for concluding that neither the indoor climate, the temperature nor the air quality improves with InOffix. The feedback on the personalization of the indoor climate suggests that users will take advantage of the opportunity further. This thesis does not provide a basis for a conclusion but indicates that increased personalization of the indoor climate in the workplace is a desire.
Norsk sammendrag: Et godt inneklima måles ved objektive målinger. Det antas å alltid være minimum 5 % misfornøyde av menneskene som oppholder seg i et rom. For å få andelen misfornøyde ned må den enkeltes subjektive oppfatning av inneklimaet telle med. Det er prinsippet for personalisering av inneklimaet. Målsetningen for oppgaven er å undersøke om personalisering av inneklimaet gir mer fornøyde brukere. Personalisering av inneklimaet er et område med stort, uoppdaget potensial. I hjemmet og i bilen er det mulig å personalisere inneklimaet, men på arbeidsplassen er mulighetene ofte begrenset. Denne oppgaven gjennomfører et indikasjonsstudium som ser på muligheten for å personalisere inneklimaet i møterommene på Miljøhuset GK ved bruk av appen InOffix. Oppgaven ser på hvordan appen samarbeider med ventilene i rommet og påvirker inneklimaet etter subjektive og objektive data. De objektive dataene er samlet inn ved å måle det termiske miljøet, CO2 konsentrasjonen og luftmengden. Oppgaven ser også på hvordan personaliseringen subjektivt påvirker brukerne. Spørreundersøkelser er brukt for å samle inn data om dette. I appen InOffix er det mulig å endre settpunkttemperaturen i møterommet brukeren befinner seg i. Målingene er tatt ved standard settpunkt og for minimum- og maksimumstemperatur endret i InOffix. Resultatene viser minimale endringer i temperatur når et nytt settpunkt er ønsket, men endring av luftkvaliteten er merkbar. CO2-nivået er under anbefalt nivå når det er 3 personer til stede i et rom for 14. Ved fullt møterom er det stor fare for CO2-konsentrasjon som overstiger anbefalt verdi fra Arbeidstilsynets veiledning. Det er ikke grunnlag for å si om årsaken til problemene med temperaturer og CO2-konsentrasjoner er InOffix eller kapasiteten til ventilasjonsanlegget. Resultatene til de subjektive dataene indikerer en liten bedring av inneklimaet på møterommene når brukerne fikk mulighet til å benytte InOffix. Grunnet få deltakere på spørreundersøkelsene er det ikke mulig å konkludere, men å se indikasjoner. Spørreundersøkelsene besto hovedsakelig av avkrysningsspørsmål, men også utfyllende svar. Avkrysningen ble brukt til Ørebroroser og statistisk analyse. De utfyllende svarene ble brukt til å få en bedre forståelse av brukernes oppfattelse. Data i Ørebrorosene ble sammenliknet opp mot referanseverdier fra Ørebro manualen, og videre for å trekke ut trender i utviklingen. Den statistiske analysen gir ikke grunnlag for å konkludere om bruk av InOffix gir bedre inneklima, temperatur eller luftkvalitet. Tilbakemeldingene om personalisering av inneklimaet tyder på brukere som i stor grad vil benytte seg av muligheten videre. Oppgaven gir ikke grunnlag for konklusjon, men indikerer at økt personalisering av inneklimaet på arbeidsplassen er et ønske.
Supervisor(s): Wolfgang KAMPEL (OsloMet, Multiconsult).
Acknowledgements: GK Inneklima (Mads Mysen); OsloMet (Bente Hellum, Nils Ledermann).

Atir BAIG, Hamza SHOAIB (2022) “Samspill mellom tekniske anlegg og energiøkonomi i en omsorgsbolig” [“Interaction between technical facilities and energy economy in a care homes”, Bachelor’s dissertation]. Oslo Metropolitan University (OsloMet)

Summary: The thesis deals with how the interaction between technical facilities and good efficiency can be combined. The task is to design and dimension the technical facilities such as ventilation system, heating system, sanitary system and lighting system in a standard care-home localized in Oslo. Further combine these systems to building automation and present this combination in a network topology map. Briefly explained, the problem statement is to find the solution for best interaction between the technical facilities and good energy-economy in the project, this without affecting the comfort and requirements for this type of building. “Smart buildings” reduces the building’s energy consumption. It’s important that the technical facilities such as heating, ventilation or lighting communicate well together to reduce the consumption. Building automation is the main factor for this solution. For the interaction between the facilities and good energy-economy to be combined, it’s important to have great knowledge for building automation. The results in the project show the energy efficient solutions, how the solutions link up to the network topology map and explanation on how the facilities communicate by automation. The conclusion shows that building category and size of the building have much to say for how profitable it is to use automation. The profitability for automation in the care-home is in a smaller extent, the savings potential is smaller compared to a larger building.
Norsk sammendrag: Oppgaven omhandler hvordan samspill mellom tekniske anlegg og god energiøkonomi kan kombineres. Utgangspunktet er å dimensjonere og prosjektere løsningene for de vanlige tekniske anleggene (ventilasjon, sanitær, oppvarming og belysning) i en standardisert omsorgsbolig plassert i Oslo. Videre å knytte det opp mot byggautomasjon og fremstille det i et topologikart. Problemstillingen kort forklart er å finne løsningen for best samspill mellom god energiøkonomi og tekniske installasjonene i prosjektet, uten at dette påvirker brukerkomfort og kravene som stilles til et slikt bygg. “Smarte bygg” reduserer bygningens energiforbruk. Det er viktig at tekniske anlegg som varme, ventilasjon eller belysning kommuniserer godt sammen for å redusere energibruken. Fenomenet byggautomasjon er hovedfaktoren for denne løsningen. For at samspill mellom tekniske anlegg og god energiøkonomi skal kombineres, er det viktig å ha god kompetanse for byggautomasjon. Funnene i oppgaven viser de energieffektive løsningene, hvordan løsningene knyttes mot et topologikart og forklaring på hvordan anleggene kommuniserer via automatikk. Konklusjonen viser at bygningskategori og størrelse på bygget har mye å si for hvor lønnsomt det er å satse på automasjon. Lønnsomheten for automasjon i omsorgsboligen er i mindre grad, besparingspotensialet er lavere sammenlignet med et større bygg.
Supervisor(s): Erling BØE (OsloMet).
Acknowledgements: Voler AS.

Ghirmay Mehari TECLE, Kent PEDERSEN, Martin Sollied HAGFONN (2022) “Kan vakuumavgassere erstatte bruk av diffusjonstette rør?” [“Can vacuum degassers replace the use of diffusion-proof pipes?”, Bachelor’s dissertation]. Oslo Metropolitan University (OsloMet)

Summary: This report examines air present in hydronic heating systems, why this is a challenge, and explores methods for removal of this air. The materials used in hydronic heating systems has changed over time. While it previously consisted a high degree of metals and steel in pipes and components, today a larger share consists of plastics. The temperature of the circulating water has also been lowered. This has however presented a challenge; air circulating in the system. Today automatic and manual air vents, and air deaerators are being used for removal of air. Additionally, usage of diffusion tight pipes has become more common to prevent permeability of air into the system. However a less used measure up until now is installation of a vacuum degasser device. But with the increasing interest for these devices, this report will document a degasser’s efficiency, and discuss if it can replace the usage of diffusion tight pipes. For this report a simulation system has been constructed. The system consisted of fusion welded PP-R pipes and fittings, water heater, circulation pump, expansion tank, vacuum degasser and a measuring device for nitrogen content. The simulation system was running for one month continuously, with daily measurements being logged onto an Excel-spreadsheet with calculations. Afterwards, a second simulation was performed on the same simulation system, with the vacuum degasser disconnected. The results from these simulations shows that installation of a vacuum degasser device on a hydronic heating system – even without diffusion tight pipes – reduces air content in the system significantly, where it stabilises just above the theoretically lowest possible content in circulating water. The report concludes based on these results that a vacuum degasser device can replace the usage of diffusion tight pipes, and is a good measure towards today’s challenges in hydronic heating systems such as corrotion, degradation damages and noise.
Norsk sammendrag: Denne oppgaven har tatt for seg luft som oppstår i vannbårne varmanlegg, hvorfor dette er en utfordring, og utforsket hvordan man kan fjerne denne luften. Materialbestanden i varmeanlegg har endret seg med tiden. Mens det tidligere besto av mye metall og stål både i rørstrekker og komponenter, er det nå større andel plast, og vanntemperatur er ofte lavere. Med dette har det oppstått en utfordring; luft i vannsirkulasjonen i anlegget. I dag blir det brukt blant annet automatiske og manuelle luftepunkter og mikrobobleutskillere til fjerning av luft. I tillegg har bruk av diffusjonstette rør blitt mer vanlig for å hindre inntrengning av luft i anlegget. Et noe foreløpig mindre utbredt tiltak er bruk av vakuumavgassere på et anlegg. Men med økende interesse for vakuumavgassere, vil denne oppgaven dokumentere effektiviteten av en vakuumavgasser, og diskutere om de kan eventuelt erstatte bruk av diffusjonstette rør. I denne oppgaven har det blitt satt opp et testanlegg bestående av PP-R-rør og bend fusjonssveiset sammen, varmtvannsbereder, sirkulasjonspumpe, ekspansjonskar, vakuumavgasser og et måleinstrument som måler nitrogeninnhold. Dette testanlegget har så stått kjørende i én måned, med daglig måling som deretter ble loggført inn i et Excel-ark med beregninger. Til slutt ble et andre forsøk utført på samme testanlegg, med vakuumavgasseren frakoblet. Resultatene fra disse målingene viser at bruk av vakuumavgasser i et varmeanlegg – selv uten diffusjonstette rør – reduserer luftmengder i varmeanlegget betydelig, hvor luftnivået i anlegget stabiliseres like over det teoretisk, laveste mulig luftinnholdet i sirkulasjonsvannet. Oppgaven konkluderer basert på resultatene at vakuumavgassere kan erstatte bruk av diffusjonstette rør, og er et godt tiltak mot ufordringer i dagens varmeanlegg som korrosjon, slitasjeskader og støy.
Supervisor(s): Heidi LIAVÅG & Nils LEDERMANN (OsloMet).
Acknowledgements: Armaturjonsson AS (Torstein Hofvind Solhaug); Kompa AS (Maria Råken); Spirotech.

Sivethen SIVAKUMAR (2022) “Kartlegging av inneklima ifm. Arealeffektivisering av Pilestredet 35” [“Evaluation of indoor climate in connection with area efficiency improvement at Pilestredet 35”, Bachelor’s dissertation]. Oslo Metropolitan University (OsloMet)

Summary: The purpose of this bachelor thesis has been to implement accurate measurements of air volume and air velocity in a selected office area at Pilestredet 35, in order to get an overview of room capacity and the possibility of area efficiency. The results from the air volume measurement were compared with the authority’s requirements for air volume and area per employee. A 3D scan of the entire office area was taken using BLK 360 to find accurate measurements of area and height in all rooms. After analyzing the scanned area in Register 360, it was discovered that the office area has a usable area of 527 square meters. The building has a CAV ventilation system, which is active from 07:00 to 17:00 all weekdays, at other times the system is on standby. The result from the measured air quantity shows that the office area has a supply air quantity of 6097.3 m³/h and an exhaust quantity of 5377.7 m³/h. The result from the air quantity measurement was compared against the requirements of TEK 17 § 13 and the Norwegian Labor Inspectorate’s guide 444. The result shows that the measured air quantity is within the requirements with good margins. The measured air volume has the potential to increase the current room capacity, in most offices by 100 – 200%. However, the minimum requirement for area for an office workplace does not meet the requirements. Two alternative office solutions was made, that provide increased area efficiency and room capacity for the office area. Alternative 1 is a “Fully open plan office”, which has a calculated room capacity of 76 employees, which gives a capacity increase of 68.8% compared to the current layout. Option 2 is a “Team Enclosure System” floor plan that has room capacity for 52 employees. There is an increase in room capacity of 15.6%, which is 7 employees more than the day’s capacity. The models were created in the program tool Revit.
Norsk sammendrag: Hensikten med denne oppgaven har vært å gjennomføre nøyaktige målinger av luftmengde og lufthastighet i et utvalgte kontorområdet på Pilestredet 35, for å danne et bilde av romkapasiteten og muligheten for arealeffektivisering. Resultatene fra luftmengde målingen ble også sammenliknet med myndighetens krav for luftmengde og areal per ansatt. Det ble tatt 3D –skanns av hele kontorområdet ved hjelp av BLK 360 for finne nøyaktige mål på areal og høyde i alle rom. Etter å ha analysert det skannede området i Register 360, ble det avdekket at kontorområdet har et BRA på 527 kvadratmeter. Bygget har et CAV – ventilasjonssystem som er aktiv fra kl. 07: 00 til kl. 17:00 alle hverdager, øvrig tid står anlegge på standby. Resultatet fra den målte luftmengden viser at kontorområdet har en tilluftsmengde på 6097,3 m³/h og en avtrekksmegnde på 5377,7 m³/h. Resultatet fra luftmengde målingen ble kontroller opp mot kravene til TEK 17 § 13 og arbeidstilsynets veileder 444. Resultatet viser at den målte luftmengden, er innenfor kravene med gode marginer. Den målte luftmengde har potensiale til øke dagens rom kapasitet, på de fleste kontorene med 100 – 200 %. Men minste kravet for areal til kontorarbeidsplass, holder ikke kravene. Det ble bearbeidet to alternative kontorløsninger som gir økt arealeffektivitet og rom kapasitet for kontorområdet. Alternativ 1 er en «Fully open plan office», som har en beregnet romkapasitet på 76 ansatte, noe gir en kapasitetsøkning på 68,8% i forhold til dagens planløsning. Alternativ 2 er en «Team Enclosure System» planløsning som har en romkapasitet på 52 ansatte. Det er en økning av romkapasitet på 15,6 %, som er 7 ansatte mer enn dagen kapasitet. Modellene ble laget i programverktøyet Revit.
Supervisor(s): Ernst Erik HEMPEL & Moon K. KIM (OsloMet).

Albert Likang HU, Christine Sophie Nathalie MYHRE, Simen Gimming SØNDERLAND (2022) “Plassbehov til føringsveier for tekniske installasjoner” [“Space requirements for shafts for technical installations”, Bachelor’s dissertation]. Oslo Metropolitan University (OsloMet)

Summary: Building construction and design of ventilation systems are constantly changing, and the parameters that affect the need for ventilation can change with this development. When dimensioning building ventilation, Norwegian rules and guidelines must be followed. Some of the guidelines, such as the Building Research Series 379,310 and 379,320, have been in use for over 20 years without updates to accommodate changes in construction technique and ventilation design advancement. This bachelor’s thesis aimed to investigate whether current Norwegian rules and guidelines still apply to modern commercial buildings such as office and education buildings. It was also conducted studies based on space requirements for technical rooms and shafts, as well as compared with air volumes and SFP, face velocity, external pressure drop. The first part of this thesis has been a literature study to investigate which Norwegian rules and guidelines apply today for area and height requirements for technical rooms and area requirements for vertical shafts based on treated air volume. The guidelines that were studied were SINTEF (Foundation for Industrial and Technical Research)’s Building Research Series guidelines 379,310 and 379,320. Most of our buildings fall within the requirement for floor space for technical rooms, while most of the buildings have a higher height for technical rooms than recommended. Most of our buildings fall within shafts area requirements compared with Byggforsk’s recommendation. Then the actual heights and floor area of 7 educational buildings and 4 office buildings, from 5 different companies, were compared with their respective dimensioned air volumes, SFP and face velocity. Regression analysis showed a positive correlation between technical room area and air volume; AHUs cross section and its width compared to √(Q/u), a ratio between air volume and face velocity. Then, areas of vertical shafts on 3 educational buildings and 4 office buildings, from 4 different companies, were compared with their respective dimensioned air volumes. Regression analysis showed a weak correlation between vertical shaft area and airflow; aggregate cross-section and its width compared to Q/√R , a ratio between air volume and external pressure drop. This study aimed to understand how the space requirements for plant rooms depend on both SFP and the air volume, and how vertical shafts area needs depend on external pressure drop and air volume. And with that, potentially come up with new information that could lead to an opportunity to introduce new rules of thumb based on existing guidelines.
Norsk sammendrag: Bygningskonstruksjon og utforming av ventilasjonssystem er i stadig endring, og parameterne som påvirker ventilasjonsbehovet kan endres med denne utviklingen. Ved dimensjonering av bygningsventilasjon skal norske regler og retningslinjer følges. Noen av retningslinjene, som Byggforsk 379.310 og 379.320, har vært i bruk i over 20 år uten oppdateringer for å imøtekomme endringer i byggeteknikken og fremskritt i ventilasjonsdesign. Denne bacheloroppgaven tok sikte på å undersøke om gjeldende norske regler og retningslinjer fortsatt gjelder for moderne næringsbygg som kontor- og undervisningsbygg. Den ble også utført med utgangspunkt i plassbehov for tekniske rom og sjakter, samt sammenlignet med luftmengder og SFP, nominell hastighet og eksternt trykkfall. Første del av denne oppgaven har vært en litteraturstudie for å undersøke hvilke norske regler og retningslinjer som gjelder i dag for areal- og høydekrav til tekniske rom og arealbehov til vertikale sjakter med utgangspunkt i behandlet luftmengde. Retningslinjene som ble studert var SINTEF (Stiftelsen for Industriell og Teknisk Forskning) Byggforsk, anvisningene 379.310 og 379.320. De fleste av våre bygg faller innenfor kravet til gulvareal for teknisk rom, mens de fleste bygg har en høyere høyde for teknisk rom enn anbefalt. De fleste av våre bygg faller innenfor sjakters areal krav sammenlignet med Byggforsk sin anbefaling. Deretter ble prosjekterte høyder og gulvareal på 7 undervisningsbygg og 4 kontorbygg, fra 5 ulike bedrifter, sammenlignet med deres respektive dimensjonerende luftmengder, SFP og nominell hastighet. Regresjonsanalysene viste en positiv sammenheng mellom areal for teknisk rom og luftmengde, samt aggregatets tverrsnitt og dets bredde sammenlignet med √(Q/u), et forholdstall mellom luftmengde og eksternt trykkfall. Deretter ble vertikale sjakter på 3 undervisningsbygg og 4 kontorbygg, fra 4 ulike bedrifter, sammenlignet med deres respektive dimensjonerende luftmengde. Regresjonsanalysene viste en svak sammenheng mellom arealet til vertikale sjakter og luftmengde, samt aggregatets tverrsnitt og dets bredde sammenlignet med Q/√R , et forholdstall mellom luftmengde og nominell hastighet. Denne studien tok sikte på å forstå hvordan plassbehovet til teknisk rom avhenger av både SFP og luftmengde og hvordan vertikale sjakter avhenger av eksternt trykkfall og luftmengde. Og med dette, potensielt komme med ny informasjon som kan føre til en mulighet for å introdusere nye tommelfingerregler basert på eksisterende retningslinjer.
Supervisor(s): Peter G. SCHILD & Heidi LIAVÅG (OsloMet).
Acknowledgements: Multiconsult AS (Ivar Jensen, Ida Bryn, Donato Di Candia); Avantor; Energi og Miljø Co. (Bjørn Lønø); Statsbygg; Oslobygg FK (Eivind Bryne Retterstøl, Ole Hugo Vik).

Emil Andre Joakimsen BAKKEN, Mari Lien BOGAR, Une SKOGEN (2022) “Er Excellent en korrekt BREEAM-NOR sertifisering av Skøyen Atrium III basert på data fra bygget i drift?” [“Is Excellent the correct BREEAM-NOR certification of Skøyen Atrium III based on data from the operating phase?”, Bachelor’s dissertation]. Oslo Metropolitan University (OsloMet)

Summary: The goal with this assessment was to investigate if the BREEAM-NOR certification of Skøyen Atrium III had been Excellent done with data from the operating phase. This was tested by working through the terms of the obtainable points in the BREEAM-NOR manual, and then use data and values from the operating phase as a basis to give new BREEAM-points and a new BREEAM-NOR level. Because BREEAM-NOR addresses some themes that has to do with the building process, there are some themes that were not considered appropriate to retest. Early in the process it was noticed that the building had higher energy consumption than planned, and parts of the assessment therefore evolves around the theme Energy. Within the theme Energy the focus has been on the subjects Energy efficiency, Sub-metering of substantial energy uses and Energy performance of building structure. In the subject Energy performance of building structure, it is focused on the cooling system of the building and its energy consume. It was discovered that the requirement specification had not been followed for the set point temperatures in the building’s floor distribution rooms, and this assessment therefore gives a description of the cooling system in the building, how the floor distribution rooms are cooled and calculations of what the saving could have been if the set point temperature from the requirement specification had been used in 2021. The BREEAM-NOR manual also has a subject that concerns thermal comfort. Some areas in the building’s Simien-model are considered as “critical rooms” which means that they are the most vulnerable for thermal discomfort. A survey about the thermal comfort was given to the people working in the “critical rooms”, and the results were very good. Good thermal comfort combined with high energy consumption can predict that the control parameter of the building is the comfort of the people using it. A lot of the results in this assessment proves the importance of optimizing the operation of a building. Through working with this assessment, a lot of ambiguities in the industrial control system, the energy monitoring system and the MOM-web has been discovered. Unclarities like this makes it hard for the building operators to know how to read the metered values, which again makes it hard to optimize the management After going through the chosen subjects in the BREEAM-NOR manual and calculating the new points, it was for this assessment’s evaluation, decided to withdraw three points from the original certification, all from the theme Energy. Two points were taken in the subject Energy efficienty, and one point was taken in the subject Energy performance of building structure. As this point is taken, the subject’s minimum standard for Excellent is no longer fulfilled. The building’s new score is 80 points which equals 69,77 %. The pass rate for BREEAM-NOR level Excellent is 70 %, and Skøyen Atrium III will therefore drop to BREEAM-NOR level Very Good with data from the operating phase. Simple adjustments can be done to get Excellent with data from the operating phase, and the adjustments and a list for further investigation is mentioned in the assessment.
Norsk sammendrag: Målet med oppgaven var å undersøke om BREEAM-NOR sertifiseringen av Skøyen Atrium III hadde blitt vurdert til Excellent dersom sertifiseringen ble gjort med data fra driftsfasen. Dette ble undersøkt ved å gjennomgå kravene til poeng for de ulike temaene i BREEAM-NOR manualen, for så å bruke data og verdier fra driftsfase som grunnlag til nye BREEAM-poeng og et nytt BREEAM-NOR nivå. Da BREEAM-NOR tar for seg noen temaer som kun handler om ting som gjøres i byggeprosessen, er det en del temaer som ikke ble ansett som hensiktsmessig å vurdere på nytt. Det kom fort frem at bygget hadde et høyere energiforbruk enn prosjektert, og store deler av oppgaven handler derfor om temaet Energi. Innenfor temaet Energi har fokuset vært på emnene som omhandler energieffektivitet, delmåling av betydelig energibruk og bygningskonstruksjonens energiytelse. Under bygningskonstruksjonens ytelse er søkelyset på byggets kjølesystem og kjøleforbruk. Det ble oppdaget at kravspesifikasjonen ikke hadde blitt fulgt når det gjaldt settpunkt-temperatur på byggets EF-rom (etasjefordeler-rom for IT), og denne oppgaven gir derfor en beskrivelse av kjølesystemet i bygget, hvordan EF-rommene kjøles samt utregninger på hva besparelsen kunne ha vært dersom settpunkt-temperaturene i kravspesifikasjonen hadde vært brukt i 2021. BREEAM-NOR manualen har også et emne som omhandler termisk komfort. I byggets Simien-modell er noen områder i bygget vurdert som kritiske rom som vil si at det er de som er mest utsatt for lav termisk komfort. Det ble gjort undersøkelser av det termiske miljøet i de kritiske rommene, og resultatene var veldig gode. God termisk komfort og høyt energibruk kan tyde på at byggets styringsparameter er brukernes komfort. Mange av funnene i oppgaven tydeliggjør viktigheten av at driften optimaliseres. I arbeidet med oppgaven har mange utydeligheter i byggets SD-anlegg, energioppfølgingssystem og FDV-web blitt oppdaget. Slike utydeligheter gjør det vanskeligere for drifterne av bygget å tolke verdier fra målere, som igjen gjør det mer utfordrende å optimalisere driften. Etter gjennomgang av de valgte emnene i BREEAM-NOR manualen og beregning av ny poengsum ble det i denne oppgavens vurdering trukket tre poeng fra sertifiseringen, alle fra tema Energi. To poeng ble trukket i emnet Energieffektivitet, og ett poeng ble trukket i emnet Bygningskonstruksjonens ytelse. Når dette poenget faller bort tilfredsstilles ikke lenger minstekravet for Excellent i emnet. Byggets nye poengsum ble dermed 80 poeng som tilsvarer 69,77 %. Poenggrensen for BREEAM-NOR nivå Excellent er 70 %, og Skøyen Atrium III går derfor ned til BREEAM-NOR nivå Very Good med data fra driftsfase, på bakgrunn av både for få poeng og ikke tilfredsstilt minstekrav. Enkle grep kan allikevel gjøres for å få bygget opp på Excellent igjen, og tiltak og liste for videre undersøkelser nevnes i oppgaven.
Supervisor(s): Bente HELLUM (OsloMet).
Acknowledgements: Newsec Basale AS (Anja Myreng Skaran, Jostein Stokka, Alexander Hegstadius); Schage Eiendom AS (Esben Johannesen, Tarjei Sandnes); Grønn Byggallianse (Viel Sørensen); Entro AS (André Løvlund); Energima AS (Christer Nygaard, Lars Watvedt, Thomas Sjøveian); OsloMet (Erling Bøe, Nils Ledermann).

Sindre Kalstad GAMST, Espen Fanøy SALO, Eirik Smith EIDE (2022) “Effect of Pressure and Shear Rate on the Viscosity of a Scale Inhibitor” [“Trykk og skjærhastighets påvirkning på viskositeten til en beleggdannelseshemmer”, Bachelor’s dissertation]. Oslo Metropolitan University (OsloMet)

Summary: The use of chemical scale inhibitors in the oil and gas industry for subsea installations has been present for a long time, but the ever increasing exploration of HPHT (High-Pressure High-Temperature) wells put demands on knowledge of how the rheological properties such as viscosity of scale inhibitors behave under large pressures. This thesis reports new experimental data of high-pressure viscosity using a rotational rheometer, measured across a pressure range of 0-150bar, at temperatures from 273.15 K to 298.15 K, and a broad range of shear rates, 100-1000 s−1 for a scale inhibitor with a largely unknown chemical description. The experimental data are then used to construct a power-law regression model with fitting parameters which are then discussed and analysed with respect to its accuracy. The results show a textbook behaviour of an incremental increase in viscosity with pressure.
Norsk sammendrag: Bruken av kjemiske scale inhibators i olje og gass-indutrien opp mot undervannsinstallasjoner har vært utbredt i lang tid, men i sammenheng med økningen i HPHT (High-Pressure High-Temperature) brønner er det et økende behov for mer dyptgående kunnskap om de reologiske egenskapene til disse kjemikaliene. Denne oppgaven rapporterer ny eksperimentell data angående påvirkningen høyt trykk har på viskositet ved bruk av et rotasjonsreometer, målt ved temperaturer 273.15 K til 298.15 K over shear rate-verdier på 100-1000 s−1, for en scale inhibitor av ukjent kjemisk beskrivelse. Den eksperimentelle dataen brukes til å konstruere en modell ved hjelp av regresjonsanalyse sammen med tilpassede parametre som deretter diskuteres med hensyn på nøyaktigheten til modellen. Resultatene viser en standard inkrementell økning i viskositet som en konsekvens av økning i trykk, men en mulighet for ikke-newtonsk reaksjon som en konsekvens av endringen i shear rate.
Supervisor(s): Arnab CHAUDHURI (OsloMet).
Acknowledgements: Aker Solutions ASA (Leif Inge Wiig); IFE (Serkan Keleşoğlu).

Tawfeq M. TAWFEQ, Johar KHALID (2022) “Utvikling av mykologiske biopolymerer til bruk i bygninger” [“Development of mycological biopolymers for use in buildings”, Bachelor’s dissertation]. Oslo Metropolitan University (OsloMet)

Summary: The construction industry in Norway and other countries accounts for much of the world’s energy and material use. When it comes to materials, they are often produced using limited raw materials, such as plastic, and require a lot of energy. Mycological biopolymers, which mainly consist of fungal mycelium and plant-based waste, could replace traditional materials based on natural raw materials and minerals by utilizing waste and providing building materials in a sustainable way. There is some research on this, but more knowledge is needed both to improve the production process and to test the properties of these polymers. Eventually, more applications will be explored.
Norsk sammendrag: Byggebransjen i Norge og andre land står for mye av energi- og materialbruken i verden. Når det gjelder materialer, produseres de ofte ved bruk av begrensede råvarer, som plast, og det kreves mye energi. Mykologiske biopolymerer, som hovedsakelig består av soppmycel og plantebasert avfall, vil kunne erstatte tradisjonelle materialer som er basert på naturlige råvarer og mineraler, ved å utnytte avfall og skaffe byggematerialer på en bærekraftig måte. Det finnes noe forskning på dette, men det trengs mer kunnskap både for å forbedre produksjonsprosessen og å teste egenskapene til disse polymerene. Etter hvert også se etter flere bruksområder.
Supervisor(s): Bente HELLUM (OsloMet).
Acknowledgements: OsloMet (Dimitrios Kraniotis).