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.
2022+▲ 2021 ▼2020-
Trine E. VANGEN, Bendik S. HOLTH, Øivind LUNDE (2021) “Konsekvensen av klimagassutslipp på behovstyrt ventilasjon” [“The impact of greenhouse gas emissions on demand-controlled ventilation”, Bachelor’s dissertation]. Oslo Metropolitan University (OsloMet) …
Summary: CO2 is currently used as a measure of human presence and as an indicator of perceived air quality. The Norwegian Institute of Public Health (FHI) currently recommends an upper limit of 1000 ppm indoors to ensure a good indoor climate in the workplace. This norm is based on assumptions that CO2 functions as a measurement parameter for other pollutants. An ever-increasing concentration of CO2 in the atmosphere leads to a reduction in the difference between the background concentration indoors and the limit from the Norwegian Institute of Public Health. In order to investigate whether the current recommendations should continue to apply in the future, given that the background concentration continues to increase, we have conducted a literature review in this area. Here, we have reviewed current studies to investigate whether it is possible to maintain the same level of performance even at higher CO2 concentrations than the current norm of 1000 ppm. This assumes that CO2 itself does not have a negative impact on cognitive performance. The results of the reviewed studies were compared against each other, with only 3 out of 8 studies concluding with reduced performance. For 5 out of 8 studies, exposure to increased CO2 concentrations did not show any statistically significant reduction in performance. Calculations we have performed show that, if we fail to reverse the emission trend early enough, larger air volumes will be needed in the future if we are to be able to satisfy today’s requirements. From an energy perspective, it may therefore also be appropriate to control ventilation based on the difference between outdoor and indoor concentrations rather than according to a given set point. Our findings indicate that it is likely that one can maintain a higher CO2 concentration without affecting performance. This means that one should consider challenging current recommendations to meet the increasingly stringent requirements for energy use.
Norsk sammendrag: CO2 blir i dag benyttet som et mål på menneskelig tilstedeværelse og som indikator på opplevd luftkvalitet. FHI anbefaler i dag en øvre grense på 1000 ppm innendørs for å sikre et godt inneklima på arbeidsplassen. Denne normen er basert på antagelser om at CO2 fungerer som en måleparameter for andre forurensinger. En stadig økende konsentrasjon av CO2 i atmosfæren fører til at differansen mellom bakgrunnskonsentrasjonen innendørs og grensen fra FHI reduseres. For å undersøke hvorvidt dagens anbefalinger bør fortsette å være gjeldende i fremtiden, gitt at bakgrunnskonsentrasjonen fortsetter å øke, har vi gjennomført en litteraturgjennomgang på dette området. Her har vi gjennomgått aktuelle studier for å undersøke hvorvidt det er mulig å opprettholde samme prestasjonsnivå selv ved høyere CO2-konsentrasjon enn dagens norm på 1000 ppm. Dette forutsetter at CO2 i seg selv ikke har negativ innvirkning på kognitiv prestasjon. Resultatene av de gjennomgåtte studiene ble sammenlignet opp mot hverandre, hvor kun 3 av 8 studier konkluderer med nedsatt prestasjon. For 5 av 8 studier viste eksponering for økte CO2-konsentrasjoner ingen statistisk signifikant nedsatt prestasjon. Beregninger vi har utført viser at det, dersom vi ikke klarer å snu utslippstrenden tidlig nok, i fremtiden vil bli behov for større luftmengder hvis man skal klare å tilfredsstille dagens krav. Fra et energiperspektiv kan det derfor også være hensiktsmessig å heller styre ventilasjonen ut fra differansen mellom utendørs- og innendørskonsentrasjonen fremfor etter et gitt settpunkt. Våre funn indikerer at man sannsynligvis kan holde en høyere CO2-konsentrasjon uten at det påvirker prestasjon. Dette betyr at man bør vurdere å utfordre dagens anbefalinger for å møte de stadig strengere kravene til energibruk.
Supervisor(s): Heidi LIAVÅG (OsloMet).
Acknowledgements: Erichsen & Horgen (Eirik Trygstad, Ivar Nyland Jensen).
Helene STABERG, Albin ZAHITI, Kim GRAN (2021) “Study of advanced PCMs and nano-enhancement for building applications” [“Studie av avanserte PCM-er og nanoforbedring for bygningsapplikasjoner”, Bachelor’s dissertation]. Oslo Metropolitan University (OsloMet) …
Summary: This thesis gives an overview of different phase change materials, their properties, as well as the use of these in building applications, based on a literary study of articles from several different authors. Further improvement in thermal properties of PCMs through the addition of nanoparticles is also explored. While PCMs have many favorable characteristics, such as high latent heat, they also have certain shortcomings. The addition of nanoparticles complements the favorable characteristics, while also improving the aspects of that are not optimal for a TES system, such as the low thermal conductivity. In addition, an in-house explicit numerical solver has been developed to analyze the thermal performance of single/multi-walled building walls. The solver is verified with findings of previous literature. By using the solver to incorporate different wt.% of MPCMs in a geopolymer concrete wall, while also changing different variables, several thermal aspects are improved. The most important improvement is the overall decrease in energy consumption for the HVAC system. The simulations of multi-layered walls with a pure PCM layer exhibit further improvements, even with a layer of 1 cm thickness.
Norsk sammendrag: Denne rapporten gir et overblikk over forskjellige typer faseendringsmaterialer, deres egenskaper og hvordan disse brukes i bygninger basert på en litterærstudie av flere forskjellige forfattere. Videre forbedringer i termiske egenskaper av faseendringsmaterialer gjennom å kombinere disse med nanopartikler er også sett på. Faseendringsmaterialer har mange gode egenskaper som høy latent varme, men de har også sine mangler. Tilsetningen av nanopartikler forsterker de positive egenskapene, og samtidig forbedres også ikke-optimale egenskaper, som lav termisk konduktivitet. I tillegg til dette er det utviklet en eksplisitt numerisk modell for å analysere den termiske ytelsen av en vegg som inneholder både GPC/MPCM eller består av flere lag. Modellen er verifisert med funnene fra tilgjengelig litteratur. Ved å bruke modellen til å tilsette MPCM i forskjellige vektprosent til en geopolymer-betongvegg, samtidig som vi endrer forskjellige variabler, ble flere termiske aspekter forbedret. Den viktigste forbedringen er den generelt synkende energibruken for varme og kjøling. Simuleringene med flerlagede vegger med et dedikert lag med ren PCM resulterte i et enda lavere energibruk med et så lite som 1 cm tykt PCM-lag.
Supervisor(s): Arnab CHAUDHURI (OsloMet).
Elisabeth ANDRESEN, Ivan Micheal DROPULJIC, Shahir TAHIR, Pathujah VIMALASENAN (2021) “Inneklima og ventilasjon i skytebanehaller i Norge – Et innblikk på Horten og Tønsberg Pistolklubb” [“Indoor climate and ventilation in shooting ranges in Norway – An evaluation of Horten & Tønsberg Pistol Club”, Bachelor’s dissertation]. Oslo Metropolitan University (OsloMet) …
Summary: The purpose of this bachelor thesis has been to get an insight on the indoor climate situation in shooting ranges in Norway. Tarjei Ravn, construction consultant came with a request to OsloMet after observing that it has been an ongoing problem with the indoor climate in Norwegian shooting ranges, especially when it comes to dangerous substances in the air, like lead (Pb). The request was if this could be looked closer into by graduates at the study program Energi og miljø i bygg-ingeniør, and that became us. Our study has been based on two shooting ranges located in Norway: Horten pistol club and Tønsberg pistol club. These will work as a representatives for the conditions throughout the country. To get an indication of the conditions different measurement has been done. Among them are particle counting, air velocity measurements and particle analysis. Particle counting did occur both while shooting occurred and during in periods it did not occur, in addition to different places at the shooting ranges. A survey was sent out by the group to map the habits of shooters in Norway and to get an indication of how well they are aware of the dangers they are exposed to in terms of dangerous substances in the air. The survey was also used to get an insight into what safety and hygienic measures are commonly used. The survey that was sent out was answered by 40 men and 5 women. Among them, the .22lr was by far the most used cartridge, with 9 mm in second place. When it comes to hygiene, it is mostly hand washing and antibac that apply, where masks and gloves are rarely used. At Horten, they had the opportunity to control the ventilation system and could, among other things, choose between two settings called “Special” and “Comfort2”. “Special” had an air volume of 2276 m3 / h, while “Comfort2” released an air volume of 1197 m3 / h. At Tønsberg, the ventilation system was on the same setting all the time, as there was not the same opportunity to change there. The air volume was 2350 m3 / h, which corresponds to the setting «Special» when it comes to air volume. The air speed obtained with the various settings was also measured. At Horten with the setting «Special», an average air speed of 0.35 m / s was achieved, while with the setting «Comfort2» it was 0.22 m / s. At Tønsberg shooting range, the average air speed was measured at 0.1 m / s. In addition to the air velocity, a smoke test was also performed to get an indication of the movement of the air. The results from the particle count are divided according to the two paths, the different ventilation settings and with and without air purifier, as they had this on Tønsberg to see if they have had any effect on the airborne dust. From our results it emerged that the air purifiers have had a good effect. From the particle analysis, we detected lead compounds, barium compounds, sulfur compounds, copper and zinc, among other things. Models of the two firing ranges were also made with a modeling tool called Star CCM +, where simulations of the air movements were made, and some changes have been proposed based on these.
Norsk sammendrag: Hensikten med denne oppgaven har vært å kartlegge inneklima sitasjonen og se på det ventilasjonstekniske i norske skytebanehaller i dag, og da er det tatt utgangspunkt i to, Horten og Tønsberg pistolklubb som skal være representative. For å få en indikasjon på hvordan tilstandene er, er det tatt partikkeltellingsmålinger både imens skyting har pågått og mens det ikke har pågått, i tillegg til at det er tatt på ulike steder på de to banene. Det er også tatt målinger av lufthastighet og utført støvanalyse for å få en indikasjon på sammensetningen av forurensningene i luften på skytebanehallene. Det ble sendt ut en spørreundersøkelse laget av gruppa for å kartlegge vaner til skyttere i Norge og å få en indikasjon på hvor godt de er kjent med farene de utsetter seg for når det kommer til farlige stoffer i lufta og få et innblikk i hvilken sikkerhets- og hygieniske tiltak som er vanlig å bruke. Undersøkelsen som ble utsendt ble besvart av 40 menn og 5 kvinner. Blant dem var .22lr den absolutt mest brukte patronene, med 9 mm på en andreplass. Når det kommer til hygiene er det for det meste håndvask og antibac som gjelder, der maske og hansker blir lite brukt. På Horten hadde de muligheten til å styre ventilasjonsanlegget og kunne blant annet velge mellom to innstillinger kalt «Special» og «Comfort2». «Special» hadde en luftmengde på 2276 m3/h, mens «Comfort2» ga ut en luftmengde på 1197 m3/h. På Tønsberg sto ventilasjonsanlegget på samme innstilling hele tiden, da det ikke var samme mulighet til å endre der. Der var luftmengden på 2350 m3/h, som tilsvarer innstillingen «Special» når det kommer til luftmengde. Det ble også målt lufthastigheten man fikk med de ulike innstillingene. På Horten med innstillingen «Special» oppnådde man en gjennomsnittlig lufthastighet på 0,35 m/s, mens med innstillingen «Comfort2» var den på 0,22 m/s. På Tønsberg skytebanehall ble den gjennomsnittlige lufthastigheten målt til 0,1 m/s. I tillegg til lufthastigheten ble det også utført røyktest for å få en indikasjon på bevegelsen til luften. Resultatene fra partikkeltellingen er delt inn etter de to banene, de ulike ventilasjonsinnstillingene og med og uten luftrenser, da de hadde dette på Tønsberg for å se om de har hatt noe effekt på svevestøvet. Fra resultatene våre kom det fram at luftrenserne har hatt en god effekt. Fra partikkelanalysen fikk vi påvist blant annet blyforbindelser, bariumforbindelser, svovelforbindelser, kobber og zink. Det ble også laget modeller av de to banene med et modelleringsverktøy kalt Star CCM+, hvor det ble gjort simuleringer av luftbevegelsene og noen endringer har blitt foreslått basert på disse.
Supervisor(s): Arnab CHAUDHURI & Nils LEDERMANN (OsloMet).
Acknowledgements: Norges Skytterforbund; Camfil (Tarjei Ravn, Jan-Erik Kleven); Tønsberg and Horten shooting ranges (Jan Petter Jacobsen, Roger Feed).
Aimy Helena BRUNSTAD, Fredrik DAHL, Nicholas Ivar WILLOUGHBY (2021) “Behovsstyrte ventilasjonsanlegg i næringsbygg – vurdering av samtidighet og energibruk” [“Demand-controlled ventilation systems in commercial buildings – assessment of simultaneity and energy use”, Bachelor’s dissertation]. Oslo Metropolitan University (OsloMet) …
Summary: [Confidential thesis].
Norsk sammendrag: [Taushetsbelagt oppgave].
Supervisor(s): Erling BØE (OsloMet); Sverre Johan KVIST (Randem & Hübert).
Acknowledgements: Randem & Hübert (Sverre Johan Kvist); Entra Eiendom (Mats Akselsen).
Henrik MORDAL, Trym LØDØEN (2021) “Konsekvensen av klimagassutslipp på CO2 som reguleringsparameter i behovsstyrte
ventilasjonsanlegg” [“The impact of greenhouse gas emissions on CO2 as a control parameter in demand-controlled ventilation systems”, Bachelor’s dissertation]. Oslo Metropolitan University (OsloMet) …
ventilasjonsanlegg” [“The impact of greenhouse gas emissions on CO2 as a control parameter in demand-controlled ventilation systems”, Bachelor’s dissertation]. Oslo Metropolitan University (OsloMet) …
Summary: In this bachelor’s thesis, we have looked at how the increase in outdoor concentration affects C02 as a regulation parameter. We have looked at what it will be like to regulate according to the minimum requirements in TEK17 in the future, when the outdoor concentration increases. To carry out this thesis, we have carried out a literature study in which we have thoroughly reviewed recommendations on how to regulate a ventilation system for a good indoor climate, with a main focus on C02 as a measurement parameter and problems associated with increased C02 concentration. Through the thesis, we have looked at the consequences of regulating according to the minimum requirements in TEK17 and have made recommendations on how we think future ventilation systems should be regulated. To assess this, we have created a script in Matlab where, using mass balance, we have been able to find out what the indoor concentration of CO2 will be for different air volumes and outdoor concentrations of CO2. We have used the result from the script to assess the impact on cognitive performance in humans.
Norsk sammendrag: I denne bacheloroppgaven har vi sett på på hvordan det påvirker C02 som reguleringsparameter at utendørskonsentrasjonen øker. Vi har sett på hvordan det vil være å regulere etter minstekravene i TEK17 fremover, når utendørskonsentrasjonen øker.
Forå gjennomføre denne oppgaven har vi utført en litteraturstudie der vi har godt gjennom anbefalinger til hvordan man regulerer et ventilasjonsanlegg for et godt inneklima, med hovedfokus på C02 som måleparameter og plager knyttet til økt C02 konsentrasjon.
Gjennom oppgaven har vi hatt sett på konsekvenser av å regulere etter minstekrav i TEK17 og kommet med anbefaling på hvordan vi tenker fremtidens ventilasjonsanlegg burde reguleres. Til å vurdere dette har vi laget et script i Matlab der vi ved hjelp av massebalanse har kunnet finnet ut hva innendørskonsentrasjonen for CO2 vil være for ulike luftmengder og utendørskonsentrasjoner av CO2. Resultatet fra scriptet har vi benyttet til å vurdere påvirkning på kognitiv prestasjon hos mennesker.
Supervisor(s): Eirik TRYGSTAD & Ivar Nyland JENSEN (Multiconsult).
Acknowledgements: Erichsen og Horgen (Trym Lødøen, Eirik Trygstad, Ivar Nyland Jensen).
Kerim ILGEN, Eirik Johan Gilhuus JOHANSEN, Roy Cato KLEVELAND (2021) “Behovsstyrt klimatisering med InOffix” [“Demand-controlled climatization with InOffix”, Bachelor’s dissertation]. Oslo Metropolitan University (OsloMet) …
Summary: This project was changed midway from actually investigating the effects of the InOffix app to creating a plan for future surveys. The reason is that at the time of writing the app is still not operational at Miljøhuset GK, where the surveys were to take place. The InOffix app is Lindinvent’s new app for user-controlled ventilation. GK Inneklima, which has exclusive rights to Lindinvent systems in Norway, wanted answers to the following three questions: • Does InOffix lead to a reduction in energy use? • Does InOffix lead to a better, perceived indoor climate? • Can the app be improved?
The general method that has been proposed in the report is a double-blind test, where all users are divided into a test and control group. The test group can control the temperature in their area, while the control group has a deactivated app without their knowledge. The analysis of the data is done without those conducting the surveys knowing which group they are investigating, and all statistical surveys are done with different versions of t-testing. Data on energy use during the test period is retrieved from the Lindinspect web interface and statistically analyzed using both paired and unpaired t-tests. Perceived indoor climate is examined using a questionnaire, and the answers are analyzed using the Welch t-test. The third question is proposed to be examined using one’s own experience, as well as feedback from users. In addition to processing the three questions, a simulation of energy use has been made using the SIMIEN program. A proposal for physical indoor climate measurements has also been made, as well as a present value analysis of the economic effects of the app. This is based on a fictitious project and fictitious values for energy use and savings. The accounts can be a template for future investigations of the economic effects of the app. It has not been possible to conclude anything about the app itself, but based on a number of assumptions and example calculations, it seems that the app will be more attractive the more valves there are in a building.
Norsk sammendrag: Dette prosjektet ble forandret midtveis fra å faktisk skulle undersøke effektene av appen InOffix til å skulle lage en plan for fremtidige undersøkelser. Årsaken er at appen i skrivende stund fortsatt ikke er operativ på Miljøhuset GK, hvor undersøkelsene skulle funnet sted. Appen InOffix er Lindinvents nye app for brukerstyrt ventilasjon. GK Inneklima, som har enerett på Lindinvent-systemer i Norge, har ønsket svar på følgende tre spørsmål: • Fører InOffix til reduksjon i energibruk? • Fører InOffix til bedre, opplevd inneklima? • Kan appen forbedres?
Den generelle metoden som har blitt foreslått i rapporten er dobbel blindtest, hvor alle brukerne blir delt opp i en test- og kontrollgruppe. Testgruppen kan styre temperaturen i sitt område, mens kontrollgruppen har en deaktivert app uten at de selv vet det. Analysen av dataene gjøres uten at de som gjennomfører undersøkelsene vet hvilken gruppe de undersøker, og alle statistiske undersøkelser gjøres med ulike versjoner av t-testing. Data om energibruk i testperioden hentes fra web-grensesnittet Lindinspect, og analyseres statistisk ved hjelp av både paret og uparet t-test. Opplevd inneklima undersøkes ved hjelp av en spørreundersøkelse, og svarene analyseres ved hjelp av Welch t-test. Det tredje spørsmålet er foreslått å undersøkes ved hjelp av egen erfaring, samt tilbakemeldinger fra brukerne. I tillegg til å behandle de tre spørsmålene er det gjort en simulering av energibruk ved hjelp av programmet SIMIEN. Det er også laget et forslag for fysiske inneklima-målinger, samt laget en nåverdianalyse av de økonomiske effektene av appen. Det er her tatt utgangspunkt i et fiktivt prosjekt og fiktive verdier for energibruk og besparelser. Regnskapet kan være en mal for fremtidige undersøkelser av de økonomiske effektene av appen. Det har ikke vært mulig å konkludere med noe om selve appen, men ut ifra en del antagelser og eksempelutregninger virker det som appen vil være mer attraktiv desto flere ventiler det er snakk om i et bygg.
Supervisor(s): Bente HELLUM (OsloMet).
Acknowledgements: GK Inneklima (Kim-Andre Olaussen, Espen Aronsen, Halvor Grepperud, Jan Erik Nilsen, Jens Kunter Bergersen, Mads Mysen); Lindinvent AB (Andreas Backland); OsloMet (Hugo Lewi Hammer); Selvaag Eiendom (Thomas Thorstensen).
Thibeeshan SELVAKUMAR, Pirasanna VIMALESWARAN (2021) “Utskiftning av ventilasjonsaggregat på Burholtoppen barnehage – En energiøkonomisk løsning” [“Replacement of ventilation unit at Burholtoppen kindergarten – An energy-enonomic solution”, Bachelor’s dissertation]. Oslo Metropolitan University (OsloMet) …
Summary: The thesis considers knowledge and competence within various topics that the students have gone through during their education at OsloMet, and with the help of this, a new solution is presented to Aurskog-Høland municipality. The task is represented by Aurskog ventilasjon og blikk AS. The company encourages students to carry out various measurements, surveys and perform a 3D modeling that is well suited to the current circumstances, both long-term and short-term. In addition, the students will implement a profitability protocol so that both the municipality and the company get a total overview of how saving it will be by going for the new solution. Different legislation and standards are compared with the figures and evaluations that are carried out to understand the advantages and disadvantages of the decisions that are made. During the entire process, the opening hours of the kindergarten are taken into account, so that the measurements are as real as possible. The group is working on a 3D modeling at Revit, where the focus is on space. Based on measurements taken during the entire cycle, a unit was designed. It is also taken into account that the end product is adapted to the existing channel pattern. The life-cycle cost protocol is performed using the Net Present Value method. The formula will take place at the expense of the costs of what the existing solution will provide, and the planned budgeting that has been set up for the new solution. In this way, the municipality gets a clear perspective on the profitability behind a possible new unit, which also constitutes a large segment of the task. We conclude that it is economically profitable, energy wise, to replace the existing unit with a new one. On behalf of analyzes, measurements, calculations and surveys that have been carried out during the entire work period, a replacement is seen as the most optimal and real solution for Burholtoppen kindergarten. All in all, it will only be an upgrade if the current unit is replaced, especially in terms of quality and comfort.
Norsk sammendrag: Oppgaven tar for seg kunnskap og kompetanse innenfor forskjellige emner som studentene har gått igjennom under utdanningen ved OsloMet, og ved hjelp av dette fremstilles det en ny løsning til Aurskog-Høland kommune. Oppgaven representeres av Aurskog ventilasjon og blikk AS. Det oppfordres av bedriften at studentene gjennomfører forskjellige målinger, undersøkelser og utfører en 3D-modellering som er godt egnet til de nåværende omstendighetene, både langsiktig og kortsiktig. I tillegg vil studentene gjennomføre en lønnsomhetsprotokoll slik at både kommunen og bedriften får en total oversikt over hvor besparende det vil være ved å gå for den nye løsningen. Forskjellige lovverker og standarder blir sammenlignet med tallene og evalueringene som blir gjennomført for å forstå fordeler og ulemper ved beslutningene som tas. Under hele prosessen blir det tatt hensyn til åpningstidene barnehagen har, slik at målingene blir så reelle som mulig. Gruppen jobber med en 3D-modellering på Revit, hvor det settes søkelys på plass. Basert på målinger som ble tatt under hele omløpet ble det designet et aggregat. Det blir også tatt hensyn til at sluttproduktet er tilpasset det eksisterende kanalnettet. Lønnsomhetsprotokollen utføres ved hjelp av nåverdimetoden. Formelen vil foregå på bekostning av kostnadene for hva den eksisterende løsningen vil gi, og den planlagte budsjetteringen som er satt opp for den nye løsningen. På den måten får kommunen et tydelig perspektiv på lønnsomheten bak et eventuelt nytt aggregat, noe som også utgjør et stort segment av oppgaven. Vi konkluderer med at det er energiøkonomisk lønnsomt å skifte ut eksisterende aggregat med et nytt. Analyser, målinger, kalkulereringer og undersøkelser er blitt gjennomført i løpet av arbeidsperioden. En utskiftning blir sett på som den mest optimale og reelle løsningen for Burholtoppen barnehage. Alt i alt vil det bare være en oppgradering dersom det nåværende aggregatet skiftes ut, spesielt med tanke på kvalitet og komfort.
Supervisor(s): Bente HELLUM (OsloMet).
Acknowledgements: Aurskog Ventilasjon og Blikk AS (Amund Granli).
Jacob Kokholm ANDERSEN, Anders Arnesen GJERTSEN (2021) “Kjøleeffektbehov sykehusbygg. Validering av forenklet metode ved målinger og bruk av energiberegningsprogrammet SIMIEN” [“Cooling demand in hospital buildings. Validation of a simplified method by measurements and use of the energy calculation program SIMIEN”, Bachelor’s dissertation]. Oslo Metropolitan University (OsloMet) …
Summary: When designing the cooling loads for greater building structures, the technical installations are often dimensioned with the foundation of having a sufficient amount of available cooling load for the largest heating peaks that can occur during a day or a week. Erichsen & Horgen has come up with a simplified method which takes simultaneity into account on the different levels in the facilities, and use this as a premise for the estimation of these factors. This method is developed especially with the designing of hospitals with >5-6000 rooms in mind, where short termed heat sources in the room occurs in abundance, depending on room type, duration of use, and the simultaneity and with the many variations of these. To take this into context, Drammen Sykehus is to be designed with 65000 different combinations of rooms and equipment. There is an assumption that there could be an underlying weakness in the simplified method in extreme situations when experiencing heavy and short heating load peaks. In our thesis we have verified this simplified method in an indoor climate laboratory at Oslo Metropolitan University, by creating dimensioning conditions for cooling and thereafter stress tested the dynamics of the room with short bursts of 24 W/m2 heating loads. Then the room temperature was measured to see how the temperature changed during the interval of the maximum heating load. Simulations with the same dimensioning conditions as the tests performed in the indoor climate laboratory, has also been done in the energy calculation computer program SIMIEN. In the end the results from simulations, measurements, and calculations using the simplified method was put into graphs and compared, and the resulting cooling load and temperatures of the different cases has been discussed. We looked at five different cases with variations of heat load profiles during the measurements, where the length and the frequency of the heating intervals varied. These heating load profiles was carefully selected by Erichsen & Horgen to see the occurring alterations in the temperature with different heating intervals. CAV was the only available option when performing the measurements in the indoor climate lab, and the experiments were therefor constructed to see the alterations in temperature during the alternating heat load while using this type of ventilation method. We found an even decline in room temperature during all five experiments, where the temperature drops with approximately 0,5 K from start to finish. When presenting the heat balance for some of the intervals where the room obtained stationary conditions, we saw signs of an existing extra source of cooling we had not accounted for. It was concluded that this most likely originated from an extra rate of ventilation beyond what was originally designed using the simplified method. The trend of the room temperature during the measurements showed a climb of 0,42-0,90 K, when the maximum heating load was introduced. Longer and larger heat peaks result in a greater temperature climb, than frequent and shorter peaks. The simulated temperature graph in SIMIEN followed a similar curve as the results from the measurements, but was placed 0,5-1 K above the temperature graph from the experiments. This is probably due to the unaccounted cooling load during the measurements. This affected the difference in the cooling power demand calculations in the various cases when comparing the numbers and graphs between SIMIEN and the measurements. In the SIMIEN simulations, the cooling load was between 55W-65W below what we dimensioned for, using the simplified method. In the measurements however, there is a variation of 65-120 W. We see from the results that a correlation might exist between length, frequency, rate of ventilation, the number of peaks in the experiment, and as a result the amount of cooling load deviates from the simplified method. We performed another SIMIEN simulation to see how well the model performed at even greater stress levels at the end of the thesis and raised the heating load to 48 W/m2. The temperature climb increased to just 2 K over the duration of the maximum heating load for this case. The simulation ended at a maximum temperature of 21.5 °C, which is well below the set point which was 23.0 °C. This result is still very acceptable, considering CAV was used. VAV would probably be able to stay even closer to the set point temperature. We can conclude that the simplified method of Erichsen & Horgen dimensions with less cooling load than traditional dimensioning methods, but there is still a good margin to cope with greater heat increases in short periods of time.
Norsk sammendrag: Ved prosjektering av kjøleeffektbehovet for store bygninger blir tekniske installasjoner ofte dimensjonert med tanke på å ha tilstrekkelig tilgjengelig kjøleeffekt ved de største effektbelastningene som kan forekomme i løpet av en dag eller uke. Erichsen & Horgen har laget en forenklet metode som tar hensyn til samtidigheten på ulike nivåer i anleggene, og legger til grunn en del premisser for estimering av disse. Denne metoden er utviklet spesielt med tanke på prosjekteringer av sykehusbygninger på >5-6000 rom der det forekommer mange korte varmelaster med mange variasjoner på romtyper, brukstid og samtidighet av disse. Eksempelvis har nye Drammen sykehus 65000 ulike kombinasjoner av rom og utstyr. Det er en antagelse om at det kan ligge en svakhet i den forenklede metoden i ekstreme situasjoner med svært høye og korte peaks. I denne oppgaven har vi validert denne metoden i en inneklimalab ved OsloMet ved å lage dimensjonerende forhold for kjøling, for deretter å utfordre dynamikken i rommet med korte effekt-peaks på 24 W/m2, og målt hvordan romtemperaturen utviklet seg i løpet av dette tidsintervallet. I energiberegningsprogrammet SIMIEN har det blitt utført simuleringer på de samme casene, under de samme dimensjonerende forholdene som ble benyttet i inneklimalaben. Til slutt har resultatene fra de tre metodene blitt sammenlignet i grafer og kjøleeffekten og temperaturen har blitt analysert og diskutert. Under målingene så vi i utgangspunktet på fem forskjellige caser med ulik effektprofil, der lengden og hyppighetene på intervallene varierte. Disse profilene var nøye utvalgt av Erichsen & Horgen for å kunne se på endringene i romtemperaturen ved forskjellige effektbelastninger. Ved målingene i inneklimalaben hadde vi kun CAV tilgjengelig, og vi formet derfor forsøket ut i fra å se på hvordan temperaturen forandret seg i rommet ved ulike effekt-peaks. Vi fant ut at det var en jevn nedgang i romtemperaturen under alle de fem casene, i tidsintervallet mellom effekt-peaks, der den synker med ca. 0,5 K fra start til slutt. Når vi satte opp varmebalansen for noen intervaller der rommet oppnådde stasjonære forhold, så vi at det eksisterte en ekstra kilde til kjøling som vi ikke hadde gjort rede for. Det ble senere konkludert med at dette sannsynligvis stammer fra ekstra tilført ventilasjonsmengde utover det som var prosjektert med den forenklede metoden. Trenden på romtemperaturen under målinger viste at den steg med mellom 0,42-0,90 K når maks varmelasten ble introdusert. Der lange og høye peaks skaper en større temperaturoppgang enn hyppige, korte peaks. Temperaturgrafen i SIMIEN fulgte en lignende kurve, men 0,5-1,0 K høyere, enn resultatene fra målingene. Dette skyldes antageligvis den ekstra kjølingen som ble tilført under målingene utført i laben. Dette påvirket også forskjellen på kjøleeffektberegningene ved de forskjellige casene når vi sammenliknet tallene og grafene mellom SIMIEN og målingene. I SIMIEN simuleringene lå kjøleeffekten på mellom 55W-65W under det vi dimensjonert for med den forenklede metoden. I målingene er det derimot en variasjon på mellom 65-120 W. Vi ser av resultatene at det kan se ut som en korrelasjon mellom lengde, hyppighet, ventilasjonsmengde og antall peaks i forsøket, og utslaget på hvor mye kjøleeffekten avviker fra den forenklede metoden. Til slutt i oppgaven utførte vi en SIMIEN simulering for å se hvor godt modellen klarte seg ved enda høyere effektbelastninger. Her økte vi varmeeffekten til 48 W/m2. Temperaturstigningen økte bare med 2 K, og simuleringen endte på en makstemperatur på 21,5 °C, noe som er godt under settpunkt som i dette tilfellet var 23,0 °C. Dette er fortsatt et veldig akseptabelt resultat, spesielt tatt i betraktning at det også her ble benyttet CAV, og VAV ville antageligvis fint klart å holde seg tett opptil settpunkttemperaturen. Vi kan konkluderer med at den forenklede metoden til Erichsen & Horgen dimensjonerer med lavere kjøleeffekt enn ved tradisjonell dimensjoneringsmetode, men det er fortsatt god margin til å kunne takle høye varmeeffekt-belastninger i korte perioder.
Supervisor(s): Erling BØE (OsloMet).
Acknowledgements: Erichsen & Horgen (Ida Bryn, Vegard Mikkelsen Bjerkeli).
Grace Amani NSENGI, Oguzhan AL, Nardeep SINGH (2021) “Kartlegging av effektspekteret og turbulensintensitet i luftstrømmning forårsaket av ulike tilluftsventiler” [“Evaluation of the turbulence intensity and the power spectrum in airflow caused by different supply air terminals”, Bachelor’s dissertation]. Oslo Metropolitan University (OsloMet) …
Summary: Demand-controlled ventilation has become a prerequisite for buildings where there is a low energy requirement. In Norway, we are at the forefront when it comes to research and practical implementation in this area, compared with other countries. One of the biggest challenges that arises in connection with commercial buildings is the energy required to cool the building. But at the same time it is known that there are a lot of complaints that it can also be cold in these buildings. There is thus quite a large gap in this area which we can call «ventilation cooling and individual preferences for thermal draft and indoor climate». The report’s ambition is to show how much turbulence intensity occurs in classrooms and under a nozzle of limited diameter. This is called the cooling nozzle. The Svalvent concept itself means that increased air speed should be able to compensate for higher room temperatures than current solutions. It challenges today’s requirements for thermal comfort and features. During the project, a prototype of the Svalvent nozzle has been developed, which in this case will represent the original. Under this nozzle the amount of partial air can be directed towards the user, with the help of this nozzle you can increase the air speed that the user experiences. During the project, the intensity of turbulence was measured at different heights and different air volumes. The main objective of this thesis is to measure the air’s turbulence properties (both average velocity, turbulence intensity, and the shape of the power spectrum) for (i) the SvalVent nozzle, and (ii) air flow in a large selection of rooms with agitation ventilation. The purpose is to be able to form a picture of what affects the shape of the power spectrum and turbulence intensity. The theory section moslty exists of Zhang’s research report, which describes how turbulence intensity and power spectrum affect the human thermal comfort. This is linked to the results that the group achieve after their measurements. For the results section, the report relates to custom spreadsheets that were prepared by the supervisor to calculate the power spectrum and turbulence intensity. This spreadsheet was called FFT spectrum analysis. The values were set up in graphs and diagrams to more easily explain the theory behind this. Dot chart was the chart that was most frequently used for most graphs. Regardless of their variables or function. Furthermore, in the report, the group interprets these different graphs and provides an explanation of the way of thinking. The graphs mostly consist of variables for mean velocity and for turbulence intensity. The two different units of measurement can provide a good overview of those conditions and their effect on us humans.
Norsk sammendrag: Behovsstyrt ventilasjon har blitt en forutsetning for bygg der man har lavt energibehov. I Norge ligger vi langt framme når det gjelder forskning og praktisk implementering innen dette området, sammenlignet med andre land. En av de største utfordringene som oppstår knyttet til yrkesbygg er energien som kreves for å kjøle ned bygget. Men samtidig vet man at det blir registret masse klager på at det også kan være kaldt i disse bygningene. Det er dermed ganske stort hull i dette området som vi kan kalle for ventilasjonskjøling og individuelle preferanser for termisk trekk og inneklima. Rapporten har som ambisjon å vise hvor mye turbulens intensitet som oppstår i klasserom og under en dyse med begrenset diameter. Denne blir kalt svalvent dysen. Selve Svalvent konseptet innebærer at økt lufthastighet skal kunne kompensere for høyere romtemperatur enn dagens løsninger. Det utfordrer dagens krav til termisk komfort og trekk. Under prosjektet har man utviklet en prototype av Svalvent dysen, som skal i dette tilfelle representere den originale. Under denne dysen kan delluftmengden rettes mot brukeren, ved hjelp av denne dysen kan man øke lufthastigheten som brukeren opplever. Man har under prosjektet målt turbulensintensitet ved ulike høyder og ulike luftmengder. Hovedmålsetningen med denne oppgaven er måle luftens turbulensegenskaper (både middelhastighet, turbulensintensitet, og formen på effektspektrum) for (i) SvalVent dysen, og (ii) luftstrømning i et stort utvalg rom med omrøringsventilasjon. Hensikten er å kunne danne et bilde av hva som påvirker formen på effektspektrum og turbulensintensitet. I teoridelen henter vi det meste fra Zhangs forskningsrapport, som beskriver hvordan turbulensintensitet og effektspektrum påvirker menneskets termiske komfort. Dette knyttes opp mot resultatene som gruppen kommer frem til. For resultat delen forholder rapporten egendefinerte regneark som ble utarbeidet av veileder for å regne ut effektspektrum samt turbulensintensitet. Regnearket ble kalt for FFT-spektrumanalyse. Deretter ble verdiene satt opp i grafer og diagrammer for å enklere forklare teorien bak dette. Punktdiagram var det diagrammet som ble hyppigst brukt for de fleste grafene. Uavhengig av deres variabler eller funksjon. Videre i rapporten tolker gruppen disse forskjellige grafene og gir en forklaring på tankemåten. Grafene består for det meste av variabler for middelhastighet og for turbulensintensitet. De to forskjellige måleenhetene kan gi en god oversikt på de betingelsene og deres effekt på oss mennesker.
Research project: : SvalVent.
Supervisor(s): Peter G. SCHILD (OsloMet).
