Summary: In this thesis, mathematical models have been developed to calculate the energy balance of both a solar collector and a solar panel. A standardized climate data set, from NS:3031, has been used, with hourly values ​​of temperature, wind speed, direct and diffuse solar radiation. Simulations have been made with climate data, the sun’s position and energy balance for each hour during an entire year. Using the program Matlab, it has been possible to make large calculations. Among other things, calculations were made of the energy balance of the solar collector’s accumulation tank, divided into three different temperature layers. Calculations have also been made of the maximum effect of a solar panel for incident sunlight, temperature and voltage on the solar panel. There will be approximately 20% greater energy utilization per year for a solar collector with two glasses instead of one. An inclination angle of 34 degrees gives the highest annual energy utilization, the solar collector area should be dimensioned according to the accumulation volume for the system. With a 390 liter tank and a solar collector area of ​​4 m², the calculations show that it is possible to cover 50% of the average energy requirement for drinking water with solar collectors. This is in good agreement with the rule of thumb of (Andresen, 2008). The annual energy utilization is calculated to give 1006 kWh/m², this result shows double the average from the measurements in (Lappegard, 2014). This can be partly explained by the use of double glazing, but the same basis of comparison must be used to determine how accurate the calculations in this task are. The number of variables in the solar collector model also means that there is a greater probability of error. The Nordic climate has cold winters, little sun. In the summer there is a lot of sun and high temperatures. This makes it challenging to cover more than 50% of the energy requirement for drinking water in buildings. For a solar panel with only natural convection on the underside, the annual energy utilization will be 95 kWh/m². On the hottest days, the solar panel temperature will approach 80°C. If the ventilation air is led at a speed of 5 m/s under the solar panel, the annual energy utilization will increase to 101.1 kW/m², as a result of increased electrical efficiency. The maximum solar panel temperature then drops to just over 60°C. It will only give an annual increase of approx. 6 kW/m² by leading the ventilation air under the solar panel. The thermal energy that can be utilized for heating by doing this, however, will be 295.15 kWh/m². This is a significant energy contribution, which can be utilized for buildings in a Nordic climate with a heating requirement. The thermal energy contribution from solar panels should therefore be taken into account when designing solar power plants. An attempt has been made to create a final program that performs the calculations with a water-cooled solar panel. These results are not yet reliable, as it was not possible to fine-tune a new model based on the two models of the solar panel and the solar collector within the time frame of this thesis. The model is detailed, which increases the likelihood of human error and the results must be verified with actual conditions in order to be used in a practical context. A detailed model provides great freedom to change variables and designs for optimizing solar collectors and solar cells.
Norsk sammendrag: I denne oppgaven har det blitt utarbeidet matematiske modeller for å beregne energibalansen til både en solfanger og et solcellepanel. Det er benyttet et standardisert klimadatasett, fra NS:3031, med timesverdier av temperatur, vindhastighet, direkte og diffus solstråling. Det er gjort simuleringer med klimadata, solens posisjon og energibalanse for hver time i løpet av et helt år. Ved hjelp av programmet Matlab har det vært mulig å gjøre store beregninger. Blandt annet ble det gjort beregninger av energibalansen til solfangerens akkumuleringstank, inndelt i tre forskjellige temperatursjikt. Det har også blitt gjort beregninger av den maksimale effekten til et solcellepanel for innstrålt sollys, temperatur og spenning på solcellepanelet. Det vil være en ca 20 % større energiutnyttelse i året for en solfanger med to glass i stedet for ett. En helningsvinkel på 34 grader går høyest årlig energiutnyttelse, solfangerarealet bør dimensjoneres etter akkumuleringsvolum for anlegget. Med en 390 liters tank og et solfangerareal på 4 m² viser beregningene at det er mulig å dekke 50% av et gjennomsnittlig energibehov til forbuksvann med solfangere. Dette stemmer godt med tommelfingeregelen til (Andresen, 2008). Den årlige energiutnyttelsen er beregnet til gi 1006 kWh/m², dette resultatet viser det dobbelte av gjennomsnittet fra målingene i (Lappegard, 2014). Det kan delvis forklares med bruk av dobbelt glass, men likt sammenligningsgrunnlag må benyttes for å avgjøre hvor nøyaktige beregningene i denne oppgaven er. Antall variabler i solfangermodellen gjør også at det er større sannsynlighet for feil. Det nordiske klimaet har kalde vintre, lite sol. Om sommeren er det mye sol og høy temperatur. Dette gjør det krevende å få dekket mer enn 50% av energibehovet til forbruksvann i bygg. For et solcellepanel med kun naturlig konveksjon på undersiden, vil den årlige energiutnyttelsen være 95 kWh/m². På de varmeste dagene vil solcelletemperaturen nærme seg 80°C. Føres ventilasjonsluften med en hastighet 5 m/s under solcellepanelet, vil den årlige energiutnyttelsen øke til 101.1 kW/m², som følge av økt elektrisk virkningsgrad. Den maksimale solcelletemperaturen synker da til litt over 60°C. Det vil kun gi en årlig økning på ca. 6 kW/m² ved å føre ventilasjonsluften under solcellepanelet. Den termiske energien som kan utnyttes til oppvarming med å gjøre dette vil derimot være på 295.15 kWh/m². Dette er et betydelig energitillskudd, som kan utnyttes for bygninger i nordisk klima med et oppvarmingsbehov. Det termiske energitilskuddet fra solcellepanel bør derfor bli tatt med i betraktning ved utforming av solcelleanlegg. Det er forsøkt å lage et siste program som gjør beregningene med et vannkjølt solcellepanel. Disse resultatene er enda ikke troverdige, da det innenfor tidsrammen i denne oppgaven ikke lot seg gjøre å finjustere en ny modell, basert på de to modellene til solcellepanelet og solfangeren. Modellen er detaljert, det øker sannsynligheten for menneskelig feil og resultatene må verifiseres med faktiske forhold for å benyttes i praktisk sammenheng. En detaljert modell gir stor frihet til å endre variabler og design for optimalisering av solfanger og solceller.
Supervisor(s): Habtamu B. MADESSA (OsloMet).
Full text permalink: https://hdl.handle.net/10642/8675

Summary: Demand Control Ventilation (DCV)-control today is usually based on fixed set-points for CO₂ or temperature. The parameter that reaches its set-point first becomes the controlling parameter. This type of control does not account for how the parameters affect each other related to the indoor air quality (IAQ). Combined CO₂ and temperature control with varying set-points for CO₂ and temperature can potentially have an energy-saving effect if the control is properly implemented. This thesis has investigated whether this control can be recommended, based on the results from a questionnaire related to indoor climate. The hypotheses studied in this thesis are whether there is a difference in perceived air quality (PAQ), odour intensity and thermal comfort at different CO₂-concentrations in cold and warm rooms, and if temperature rise is a factor that can result in poorer PAQ and odour intensity when the CO₂-consentration is held constant. A questionnaire with test panel in occupied classrooms has been conducted at CO₂ concentrations of 600ppm and 1100ppm in classrooms at 21°C and 24°C, to illustrate whether the CO₂ set-point can be increased at low room temperatures and vice versa. The test panel comprised of 16 individuals and was recruited from the Master’s program of Energy and Environment in buildings at OsloMet. The results indicate that PAQ, odour intensity and thermal comfort do not deteriorate when the CO₂-concentration increases in cold rooms, but that they do in warm rooms. The results also indicate that temperature increase is a factor that results in poorer PAQ when the CO₂-consentration is held constant. A DCV-control set to a higher CO₂ setpoint in rooms at low temperature can therefore be recommended regarding to the results of rapid perception of IAQ. Interviews with relevant actors working with building-automation have resulted in several criteria for implementing the suggested control. The control curve should include more set-points than today’s norm, and the VAV damper must be modulated with a free programmable controller and not have a retirement time. Further research on indoor climate related symptoms is recommended, where health symptoms and performance tests over time should be conducted, as this thesis has only tested rapid perception of IAQ. It is also recommended to implement the control in a representative building to measure the possible reduced energy consumption.
Norsk sammendrag: Dagens styring av behovsstyrt ventilasjon baserer seg vanligvis på et fast settpunkt for CO₂ og temperatur. Styringsparameteren som når sitt settpunkt først blir styrende parameter. Dagens styring fokuserer på temperatur og CO₂ isolert sett, og vektlegger ikke at kombinasjonen av disse kan påvirke hverandre med hensyn på inneklima. En styringsstrategi med varierende settpunkt for CO₂ og temperatur gjør dette, og det har tidligere blitt indikert at styringen vil ha en energibesparende effekt og treffe brukernes behov mer presist. Denne oppgaven har derfor undersøkt om kombinert CO₂– og temperaturstyring kan forsvares, basert på resultatene fra en spørreundersøkelse relatert til momentan oppfattelse av inneklima. Hypotesene i oppgaven omhandler om det er forskjell på oppfattet luftkvalitet, luktintensitet og termisk komfort ved ulik CO₂-konsentrasjon i kalde og varme rom, og om det er forskjell på oppfattet luftkvalitet og luktintensitet ved temperaturstigning når CO₂-konsentrasjonen er konstant. En testpanelbasert spørreundersøkelse i klasserom med elever tilstede ble gjennomført ved CO₂– konsentrasjoner på 600ppm og 1100ppm ved 21°C og 24°C, for å belyse om CO₂-settpunktet kan økes ved lave romtemperaturer og vice versa. Testpanelet ble rekruttert fra masterutdanningen til Energi og Miljø i bygg ved OsloMet. Resultatene indikerer at oppfattet luftkvalitet, luktintensitet og termisk komfort ikke oppleves som dårligere når CO₂-konsentrasjonen stiger i kalde rom, men oppleves som dårligere når CO₂-konsentrasjonen stiger i varme rom. Resultatene indikerer også at temperaturstigning er en faktor som gir dårligere oppfattet luftkvalitet ved konstant CO₂-konsentrasjon. Styring mot et høyere CO₂-settpunkt i rom med lav temperatur og et lavere CO₂-settpunkt i rom med høy temperatur kan dermed forsvares. Intervjuer med automatikkyndige aktører har resultert i en rekke kriterier for at styringen skal fungere optimalt. Det må settes opp kompensert kurve med flere settpunkter, og VAV-spjeldet må være modulerende med en fri programmerbar kontroller og spesifiseres uten ettergangstid. Det anbefales videre forskning rundt inneklimarelaterte symptomer over tid ved de samme romtilstandene som forsøket beskriver, ettersom oppgaven kun har testet momentan oppfattelse av inneklima. Det anbefales også å implementere styringen i et representativt bygg for å måle redusert energibruk.
Research project: : BEST VENT (BEST demand-controlled VENTilation strategies to maximize air quality in occupied spaces and minimize energy use in empty spaces).
Supervisor(s): Mads MYSEN (OsloMet, SINTEF Byggforsk).
Acknowledgements: SINTEF Byggforsk; OsloMet (Aileen Yang); Fernanda Nissen skole; ÅF Norge (Gorm Jenssen); KlimaControl AS (Stig Tveitane).
Full text permalink: https://hdl.handle.net/10642/8668

Summary: [Confidential thesis].
Norsk sammendrag: [Taushetsbelagt oppgave].
Research project: : SvalVent (Sval og behagelig behovsstyrt ventilasjon for individuell kjøling i yrkesbygg).
Supervisor(s): Kari THUNSHELLE (SINTEF Community);Peter G. SCHILD (OsloMet).
Acknowledgements: SINTEF Byggforsk (Aileen Yang, Sverre Holøs, Dag Henning Sæther, Eskild Svee Dahl, Arne Gunnar Bruun).
Full text permalink: https://hdl.handle.net/10642/8643

Summary: In order to design, build and operate a building, many disciplines must work together with the same information. In conventional processes, information is exchanged on paper, which can create misunderstandings and errors, and can be an obstacle to good cooperation. In all conventional projects, costly mistakes are made due to poor coordination between disciplines, and both the progress plan and budget are often exceeded because of this. When it comes to the civil engineering industry and productivity, various productivity measurements have been made that show that the construction industry has had a negative development over the last ten to fifteen years. A problem note developed by Sintef comes against the background of the negative development with a recognition that the potential for improvements and innovations in the Norwegian civil engineering industry is large. BIM-based, drawing-free construction site can be a way out of the negative development in productivity, but it requires that all actors in the construction project see the benefits of BIM and it must be implemented at a higher level, if the trend is to be reversed. The construction industry is known for being conservative and unwilling to change. As BIM has mainly had the greatest impact in the detailed design phase, this thesis will focus on the implementation of BIM and the use of digital tools in the construction phase. The purpose of the thesis is to investigate whether new methods for collaboration in BIM have a positive effect and what is needed to transition to a future construction site without the use of drawings, but with a model-based 3D basis for production. The thesis is based on case studies from ongoing projects in Norway without the use of 2D drawings, but with a model as a working basis for production and projects with high ambitions for the use of BIM and collaboration. The projects included in the study are Smibelg and Storåvatn power plants, Vamma power plant, Nedre Otta Power Plant and the Tønsberg project. The first three mentioned are projects that use 3D basis for production and are among the first in Europe to be implemented without drawing production. The Tønsberg project has been chosen based on high ambitions for BIM and the use of the model in all phases. The project is also the first to use IPD – integrated project delivery, a form of contracting that encourages innovative thinking and the use of new technology to find good solutions together oriented around BIM. The Tønsberg project forms the basis for the results from the interviews conducted in the thesis. The results show that co-location in the projects and short paths for direct communication, also through BIM, between different actors have led to increased productivity. Time that would otherwise have been spent on drawing production has been used to raise the quality level of the model with extensive collision checks and coordination between disciplines, as well as adapting own models to the different disciplines as a basis for production. This has led to a reduction in the number of revisions and conversion work on the construction site. The risk of sources of error when converting from 3D to 2D and managing drawings has been reduced. Co-location is an essential part of IPD and the idea is that all actors in the project should have greater ownership and responsibility for the final product. The results show that IPD leads to open communication with quick and effective solutions to problems. Common to the projects is that they use BIM kiosks and tablets for the exchange of information and the basis for production on the construction site. The visualization provides a greater overview of the finished result and leads to increased interaction on the construction site. The results also show that good cooperation between all players in the project is essential for success with drawing-free production. It is important that all players come together in as early a phase of the project as possible where all players can lay the foundations for the model. A transition to model-based production requires changes in routines and working methods for both the contractor and the consultant, and it is important that time is spent incorporating new processes. Results show that more time must be spent on BIM before production starts. A thoroughly worked out and coordinated model, structured and adapted for construction with analyses performed for constructability and model control from all players is essential for a good enough level of detail before production starts. This results in a shorter construction period with less modification work and re-engineering, which is time-consuming and costly in today’s projects. Time that would otherwise be spent on drawing production can be used to improve the quality of the model. Development of software and tools specifically adapted to production on the construction site is important for the implementation of BIM in production. There are no good tools today that are specialized for use as a basis for production, adapted to the many players on the construction site, and as a replacement for drawings.
Norsk sammendrag: For å prosjektere, bygge og drifte et bygg skal mange fag jobbe sammen med samme informasjon. Ved konvensjonelle prosesser utveksles informasjon på papir, dette kan skape misforståelser og feil, og kan være en hindring for godt samarbeid. I alle konvensjonelle prosjekter gjøres det kostbare feil på grunn av dårlig koordinasjon mellom fagene, og ofte overskrides både fremdriftsplan og budsjett på grunn av dette. Når det kommer til BAE-næringen og produktivitet er det gjort ulike produktivitetsmålinger som viser at byggenæringen har hatt en negativ utvikling de siste ti-femten årene. Et problemnotat utviklet av Sintef kommer på bakgrunn av den negative utviklingen med en erkjennelse om at potensiale for forbedringer og innovasjoner i norsk BAE-næring er stort. BIM-basert, tegningsløs byggeplass kan være en utvei for den negative utviklingen i produktivitet, men det krever at alle aktører i byggeprosjektet ser fordelene med BIM og det må implementeres på et høyere nivå, hvis man skal snu trenden. Byggebransjen er kjent for å være konservativ og lite villig til endring. Ettersom BIM hovedsakelig har hatt størst gjennomslag i detaljprosjekteringsfasen, vil denne oppgaven fokusere på implementeringen av BIM og bruk av digitale verktøy i byggefasen. Hensikten med oppgaven blir å undersøke om nye metoder for samhandling i BIM har en positiv effekt og hva som må til for å gå over til en fremtidig byggeplass uten bruk av tegninger, men med modellbasert 3D-underlag for produksjon. Oppgaven tar utgangspunkt i case-studier fra pågående prosjekter i Norge uten bruk av 2Dtegninger, men modell som arbeidsunderlag for produksjon og prosjekter med høytstående ambisjoner til bruk av BIM og samhandling. Prosjektene som inngår i studien er Smibelg og Storåvatn kraftverk, Vamma kraftverk, Nedre Otta Kraftverk og Tønsbergprosjektet. De tre først nevnte, er prosjekter som bruker 3D-underlag for produksjon og er blant de første i Europa til å bli gjennomført uten tegningsproduksjon. Tønsbergprosjektet er valgt på bakgrunn av høye ambisjoner til BIM og bruk av modellen i alle faser. Prosjektet er også det første til å bruke IPD – integrated project delivery, en entrepriseform som oppfordrer til nytenkning og bruk av ny teknologi for å finne gode løsninger i fellesskap orientert rundt BIM. Tønsbergprosjektet danner grunnlaget for resultatene fra de intervjuene som er gjort i oppgaven. Resultatene viser at samlokalisering i prosjektene og korte veier for direkte kommunikasjon, også gjennom BIM, mellom ulike aktører har ført til økt produktivitet. Tid som ellers ville gått med til tegningsproduksjon er brukt til å heve kvalitetsnivået i modellen med omfattende kollisjonskontroller og koordinering mellom fag, samt tilpasse egne modeller til de ulike fagområdene som underlag for produksjon. Dette har ført til reduksjon i antall revisjoner og omgjøringsarbeider på byggeplassen. Risikoen for feilkilder ved omgjøring fra 3D til 2D og administrasjon av tegninger er redusert. Samlokalisering er en vesentlig del av IPD og ideen er at alle aktører i prosjektet skal få større eierskap og ansvar for sluttproduktet. Resultatene viser at IPD fører til åpen kommunikasjon med raske og effektive løsninger på problemer. Felles for prosjektene er at de bruker BIM-kiosker og nettbrett for utveksling av informasjon og grunnlag for produksjon på byggeplassen. Visualiseringen gir et større overblikk over det ferdige resultatet og fører til økt samhandling ute på byggeplassen. Resultatene viser også at det er vesentlig med godt samarbeid mellom alle aktører i prosjektet for å lykkes med tegningløs produksjon. Det er viktig at alle aktører samles i en så tidlig fase av prosjektet som mulig der alle aktører kan legge premisser i modellen. En overgang til en modellbasert produksjon krever endringer i rutiner og arbeidsmåter hos både entreprenør og rådgiver, og det er viktig at det brukes tid til innarbeidelse av nye prosesser. Resultater viser at det må brukes mer tid til BIM før produksjonen starter. En gjennomarbeidet og koordinert modell, strukturert og tilpasset for bygging med utførte analyser for byggbarhet og modellkontroll fra alle aktører er vesentlig for et godt nok detaljnivå før produksjonen starter. Dette resulterer i en kortere byggeperiode med mindre omgjøringsarbeider og omprosjekteringer, som er tidkrevende og kostbart i dagens prosjekter. Tidsbruk som ellers vil gå med på tegningsproduksjon kan brukes til å heve kvaliteten på modellen. Utvikling av programvare og verktøy spesifikt og tilpasset produksjonen på byggeplassen er viktig for implementeringen av BIM i produksjon. Det finnes ingen gode verktøy i dag som er spesialisert for bruk som underlag for produksjon, tilpasset byggeplassens mange aktører, og som erstatning for tegninger.
Supervisor(s): Eilif Hjelseth (OsloMet); Stian Ingvaldsen (Erichsen & Horgen).
Acknowledgements: Erichsen & Horgen.
Full text permalink: https://hdl.handle.net/10642/8661

Summary: The new Life Science building for UiO will be Norway’s largest research building, and will include approx. 1700 m² with research- and teaching laboratories for organic chemistry. At DTU in Denmark, research- and teaching laboratories for organic chemistry have been designed with a higher ceiling to introduce maximum airflows. In Norway, restrictions on airflows are usually imposed, to introduce supply air without the occurrence of drafts in the laboratory and that the airflow into the fume hood is not disturbed. The aim of the task is to recommend which ventilation solution is most suitable for both research- and teaching laboratories. In the assignment there are room studies for two different conceptual solutions. Concept 1 is the research- and teaching laboratory designed in the pre-project of the New Life Science Building. Concept 2 is the research- and teaching laboratory at DTU. For each room study, airflow, diversity, different supply air systems and control types are considered. CFD simulations are performed to show velocity profile in each laboratory. In addition, an LCC analysis is performed for each ventilation solution. For concept 1, the laboratories were evaluated with an air velocity into the sash opening at the fume hoods of 0.36 and 0.50 m/s. Two different supply air units were evaluated in concept 1, which was the DRI supply unit for displacement ventilation and textile ducts. For concept 2, the laboratories had an air velocity into the sash opening at the fume hoods of 0.50 m/s. The supply air unit evaluated in concept 2 was known from previous inspection at DTU, and was perforated duct diffusors. The results show that the DRI supply unit and perforated duct diffusor provide too high air velocities near the fume hoods with maximum air volumes. By using textile ducts, maximum air volumes can be supplied to laboratories with “normal height” without too high air velocities near the fume hoods. This is an important finding, which shows that it is not necessary with a higher ceiling height, as is the case at DTU. The best ventilation solution for the research- and teaching laboratory is therefore to use textile ducts. The fume hoods can have an air velocity into the sash opening of 0.50 m/s and a diversity of 100%. The laboratories can be built without increased room height, as provided in the new Life Science building. The recommended ventilation solutions are modeled in Revit, and can be used in the detail project for the new Life Science building.
Norsk sammendrag: Nytt Livsvitenskapsbygg for UiO skal bli Norges største forskningsbygg, og skal blant annet inneholde ca. 1700 m² med forsknings- og undervisningslaboratorier for organisk kjemi. Ved DTU i Danmark har man designet forsknings- og undervisningslaboratorier for organisk kjemi med en høyere takhøyde, for å kunne introdusere maksimale luftmengder. I Norge setter man normalt begrensninger på luftmengdene, for å få introdusert tilførselsluft uten at det oppstår trekk i laboratoriet og at luftstrømmen inn i avtrekksskapet ikke forstyrres. Målet med oppgaven er å anbefale hvilken ventilasjonsteknisk løsning som er den mest egnede for både forsknings- og undervisningslaboratorier. I oppgaven er det utført romstudier for to ulike konseptløsninger. Konsept 1 er forsknings- og undervisningslaboratoriet som er designet i forprosjektet til Nytt Livsvitenskapsbygg. Konsept 2 er forsknings- og undervisningslaboratoriet ved DTU. For hver romstudie er det sett på luftmengder, samtidighet, ulike ventilasjonstekniske løsninger og reguleringsprinsipp. CFD-simuleringer er utført for å vise hastighetsprofil i hvert laboratorium. I tillegg er en LCC-analyse utført for hver ventilasjonsteknisk løsning. For konsept 1 ble laboratoriene vurdert med en lufthastighet gjennom avtrekksskapets lukeåpning på både 0,36 og 0,50 m/s. To tilluftsenheter ble vurdert i konsept 1, som var DRI tilluftsventil for fortrengningsventilasjon og tekstilkanaler. For konsept 2 ble laboratoriene vurdert med en lufthastighet gjennom avtrekkskapets lukeåpning på 0,50 m/s. Tilluftsenheten som ble vurdert i konsept 2 var kjent fra tidligere befaring, og var perforerte dysekanaler. Resultatene viser at DRI tilluftsventil og dysekanaler gir for store lufthastigheter ved avtrekksskapene med maksimale luftmengder. Ved å benytte tekstilkanaler kan man tilføre maksimale luftmengder i laboratorier med “normal høyde” uten at det oppstår for høye lufthastigheter ved avtrekksskapene. Dette er et viktig funn, som viser at det ikke er nødvendig med en høyere takhøyde, som er tilfelle ved DTU. Den beste ventilasjonstekniske løsningen for forsknings- og undervisningslaboratoriet er derfor å benytte tekstilkanaler. Avtrekksskapene kan ha en lufthastighet gjennom lukeåpningen på 0,50 m/s og 100 % samtidighet. Laboratoriene kan bygges uten økt romhøyde, som er forutsatt ved nytt Livsvitenskapsbygg. De anbefalte ventilasjonstekniske løsningene som er anbefalt er modellert i Revit, og kan benyttes videre i detaljprosjekt for nytt Livsvitenskapsbygg.
Supervisor(s): Ida Bryn (OsloMet; Erichsen & Horgen); Anette Bonsted & Guro Urdahl (Erichsen & Horgen).
Acknowledgements: Erichsen & Horgen; OsloMet (Ole Melhus).
Full text permalink: https://hdl.handle.net/10642/8664

Summary: The study aimed to provide updates to the existing industry guidelines on space requirements for HVAC plant rooms and service shafts. Three major portions provided input for the updates. First, varying recommendations of existing industry guidelines were first gathered, specifically focused on how they suggest plant room floor area and height be determined through air flow in the serviced room. The guidelines studied were SINTEF (Stiftelsen for Industriell og Teknisk Forskning) 379.310 document of Norway, Tore Wigenstad’s PhD paper on technical installations, and the United Kingdom’s BSRIA (Building Services Research & Information Association) “Rules of Thumb” publication. These were compared to the actual relationships between plant room floor area, height, and air flow of eight office building projects of Erichsen & Horgen, the partner company for this company. Regression analysis showed a positive relationship between area and air flow. SINTEF’s recommendations require much greater floor area than the actual parameters of the buildings measured while majority of the buildings comply with Tore Wigenstad’s and BSRIA’s guidelines. This is largely due to SINTEF’s outdated definition and categorization of air handling units. For height, only minor differences were observed between guidelines and actuals. Second, it was hypothesized that specific fan power (SFP) might be a good additional determinant of plant room space requirements. Quantile regression was performed on the plant rooms categorized by general nature and number of air handling units and formulas explaining the relationship between the variables were generated via the Eureqa software program. Results show that the SFP has very little to no effect at all on the size of floor area for rooms with airflow of up to 14 000 m³/h. After this point however, the difference in floor area requirement between different SFPs begins to increase, although the differences between them are insignificant. The tests for plant room height and SFP yielded inconclusive results. Third, the widely held theory that a lower SFP would require a higher vertical shaft area was tested. Quantile regression for centralized AHUs confirms the theory but is negated by the results of decentralized AHUs. Eureqa analysis also negates the theory. It is recommended that further studies be done on more buildings and of varying types to expand the sample and strengthen the relationship findings. It is clear that SINTEF also needs to revise their guidelines for the industry to consider the BSRIA and Wigenstad results.
Norsk sammendrag: Studien hadde som mål å gi oppdateringer til eksisterende bransjeretningslinjer for plasskrav for HVAC-maskinrom og servicesjakter. Tre hoveddeler ga innspill til oppdateringene. Først ble det samlet inn ulike anbefalinger fra eksisterende bransjeretningslinjer, spesielt fokusert på hvordan de foreslår at gulvareal og høyde i maskinrommet bestemmes gjennom luftstrømmen i det servicede rommet. Retningslinjene som ble studert var SINTEF (Stiftelsen for Industriell og Teknisk Forskning) 379.310-dokumentet fra Norge, Tore Wigenstads doktorgradsartikkel om tekniske installasjoner, og Storbritannias BSRIA (Building Services Research & Information Association) publikasjon «Rules of Thumb». Disse ble sammenlignet med de faktiske forholdene mellom gulvareal, høyde og luftstrøm i åtte kontorbyggprosjekter fra Erichsen & Horgen, partnerselskapet til dette selskapet. Regresjonsanalyse viste en positiv sammenheng mellom areal og luftstrøm. SINTEFs anbefalinger krever mye større gulvareal enn de faktiske parametrene til bygningene som ble målt, mens majoriteten av bygningene er i samsvar med Tore Wigenstads og BSRIAs retningslinjer. Dette skyldes i stor grad SINTEFs utdaterte definisjon og kategorisering av luftbehandlingsenheter. For høyde ble det bare observert mindre forskjeller mellom retningslinjer og faktiske tall. For det andre ble det antatt at spesifikk vifteeffekt (SFP) kunne være en god tilleggsfaktor for plassbehovet i maskinrommet. Kvantilregresjon ble utført på maskinrommene kategorisert etter generell art og antall luftbehandlingsenheter, og formler som forklarer forholdet mellom variablene ble generert via Eureqa-programvaren. Resultatene viser at SFP har svært liten eller ingen effekt på gulvarealet for rom med luftstrøm på opptil 14 000 m³/t. Etter dette punktet begynner imidlertid forskjellen i gulvarealbehovet mellom forskjellige SFP-er å øke, selv om forskjellene mellom dem er ubetydelige. Testene for maskinromshøyde og SFP ga ufullstendige resultater. For det tredje ble den utbredte teorien om at en lavere SFP ville kreve et høyere vertikalt sjaktareal testet. Kvantilregresjon for sentraliserte AHU-er bekrefter teorien, men blir motbevist av resultatene fra desentraliserte AHU-er. Eureqa-analyse motbeviser også teorien. Det anbefales at det gjøres ytterligere studier på flere bygninger og av varierende typer for å utvide utvalget og styrke funnene om sammenhenger. Det er tydelig at SINTEF også må revidere sine retningslinjer for industrien for å ta hensyn til resultatene fra BSRIA og Wigenstad.
Supervisor(s): Ida BRYN (OsloMet, Erichsen & Horgen), Peter SCHILD (OsloMet).
Acknowledgements: Erichsen & Horgen (Jon Olaf Bergersen, Sverre Løvholm, Olav Struksnes).

Summary: Carpet flooring is a commonly used flooring material and is becoming a trend in offices with open plan landscape. The material is often chosen because of its noise reducing traits and aesthetics, but health authorities advises to show caution with the use of the material. Previous studies have found relations between the presence of carpet flooring and worsening of the perceived air quality, increased severity of symptoms, and higher levels of dust and mite allergens. However, carpet producers and distributors claims that the previous knowledge is obsolete and that modern carpets no longer represent a problem for the indoor air quality. Thus, there is a need for more research on the effects that carpet flooring has on the indoor climate. Two separate studies and several interviews has been conducted in order to gather information about the effects carpet flooring has on the indoor climate, and why the material is chosen. Specifically, the studies have explored if the presence of carpets leads to worsened perceived air quality, increased severity of symptoms, and higher concentrations of airborne particles. Untrained panels of subjects were used to assess the perceived air quality and the intensity of symptoms by answering two separate questionnaires, both when carpets were present and when carpets were absent. The results from these questionnaires have been analysed and used to determine if the presence of carpets led to worsened perceived air quality and increased intensity of symptoms. Airborne particles were measured both when carpets were present and absent in order to explore if the presence of carpets leads to higher concentrations of airborne particles. The results showed no significant differences in the perceived air quality when carpets were present compared with no carpets. The subjects experienced 4.5 % more intensity of symptoms when carpets were present compared with no carpets, and indicated that the presence of carpets may lead to higher intensity of symptoms. The subjects had significantly hoarser/dryer throats, and found it significantly harder to concentrate when carpets were present compared with no carpets. The particle measurements showed no differences in airborne particle concentrations, but indicated that carpets may contain bigger concentrations of particles compared with hard, smooth floors. The results of the interviews showed that people don’t seem to think about possible negative effects when choosing carpet flooring, the focus is on the noise reduction and aesthetics.
Norsk sammendrag: Teppegulv er et vanlig brukt gulvmateriale og er i ferd med å bli en trend i kontorlandskap med åpne landskap. Materialet velges ofte på grunn av dets støydempende egenskaper og estetikk, men helsemyndighetene anbefaler å vise forsiktighet med bruken av materialet. Tidligere studier har funnet sammenhenger mellom tilstedeværelsen av teppegulv og forverring av opplevd luftkvalitet, økt alvorlighetsgrad av symptomer og høyere nivåer av støv- og middallergener. Teppeprodusenter og -distributører hevder imidlertid at den tidligere kunnskapen er foreldet, og at moderne tepper ikke lenger representerer et problem for inneklimaet. Det er derfor behov for mer forskning på effektene teppegulv har på inneklimaet. To separate studier og flere intervjuer har blitt gjennomført for å samle informasjon om effektene teppegulv har på inneklimaet, og hvorfor materialet er valgt. Spesifikt har studiene undersøkt om tilstedeværelsen av tepper fører til forverret opplevd luftkvalitet, økt alvorlighetsgrad av symptomer og høyere konsentrasjoner av luftbårne partikler. Utrente paneler av forsøkspersoner ble brukt til å vurdere den opplevde luftkvaliteten og intensiteten av symptomene ved å svare på to separate spørreskjemaer, både når tepper var til stede og når tepper var fraværende. Resultatene fra disse spørreskjemaene har blitt analysert og brukt til å avgjøre om tilstedeværelsen av tepper førte til forverret opplevd luftkvalitet og økt intensitet av symptomer. Luftbårne partikler ble målt både når tepper var til stede og fraværende for å undersøke om tilstedeværelsen av tepper fører til høyere konsentrasjoner av luftbårne partikler. Resultatene viste ingen signifikante forskjeller i den opplevde luftkvaliteten når det var tepper til stede sammenlignet med ingen tepper. Forsøkspersonene opplevde 4,5 % mer intensitet av symptomer når det var tepper til stede sammenlignet med ingen tepper, og indikerte at tilstedeværelsen av tepper kan føre til høyere intensitet av symptomer. Forsøkspersonene hadde betydelig heser/tørrere hals, og syntes det var betydelig vanskeligere å konsentrere seg når det var tepper til stede sammenlignet med ingen tepper. Partikkelmålingene viste ingen forskjeller i konsentrasjoner av luftbårne partikler, men indikerte at tepper kan inneholde større konsentrasjoner av partikler sammenlignet med harde, glatte gulv. Resultatene av intervjuene viste at folk ikke ser ut til å tenke på mulige negative effekter når de velger teppegulv. Fokuset er på støyreduksjon og estetikk.
Research project: : BEST VENT (BEST demand-controlled VENTilation strategies to maximize air quality in occupied spaces and minimize energy use in empty spaces).
Supervisor(s): Mads MYSEN (OsloMet, SINTEF Byggforsk); Aileen YANG (OsloMet).
Acknowledgements: SINTEF Byggforsk; OsloMet (Aileen, Øystein Andersen, Ernst Hempel).
Full text permalink: https://hdl.handle.net/10642/8670

Summary: Urban morphology and infiltration play an important role in building physics when talking about energy balance. This energy balance can be greatly affected by urban physical conditions. Which can cause energy loss in buildings in urban areas. This issue is quite central and topical now. In this connection, a study has been carried out that looks a little closer at this issue. An important parameter in urban physics and building physics that is essential and can cause large amounts of heat loss in buildings is wind speed and its direction. This study took this parameter into account and went into it more closely and deeply. Oslo’s urbanity was chosen for such a study. The task was to see how much of the energy loss this parameter can cause compared to other structures. To map this, 3 different structures from Oslo with different geometry and height were taken. 27 cases were set up, where there were 3 wind speeds 1 m/s, 4.5 m/s and 7 m/s and 3 wind directions 0°, 45°, and 90° were taken into account. These cases were simulated in the CFD calculation program in STARCCM+. The results from the simulations show a fairly large difference between the selected structures, which amounts to 168% more heat loss compared to the smallest result. In the wind direction there are not so big differences between them, but the wind from 45° and 90° gives larger leakage numbers in all cases.
Norsk sammendrag: Urban morfologi og infiltrasjon har en viktig rolle i bygningsfysikken når en snakker om energibalanse. Denne energibalansen kan bli sterkt rammet av urbanske fysiske forholdene. Noe som kan gi energitap i bygninger i urbant område. Denne problematikken er ganske sentralt og dagsaktuelt nå fortiden. I den forbindelse har det blitt utført et arbeid som ser litt mer nærmere på denne problematikken. En viktig parameter i den urbanske fysikken og bygningsfysikken som er essensielt og kan forårsake store mengder med varmetep i bygninger er vindhastighet og dens retning. Dette studiet tok inn denne parameteren og gikk inn på det mer nærmere og dypere. Oslo sin urbanitet ble valgt for et slikt arbeid. Oppgaven var om å se hvor mye av energitapet kan denne parameteren foråsake sammenlignet med andre strukturer. For å kartlegge dette ble det tatt ut 3 ulike strukturer fra Oslo med ulik geometri og høyde. 27 tilfeller ble satt opp, der det var 3 vindhastighteter 1 m/s, 4,5 m/s og 7 m/s og 3 vindretninger 0°, 45°, og 90° var med i betraktningen. Disse tilfellene ble simulert i CFD beregningsprogramet i STARCCM+. Resultatene fra simuleringene viser en ganske stor forskjell mellom de utvalgte strukturene som kommer opp i mot 168 % mer varmetap sammenlignet med den minste i resultat. I vindretningen er ikke så store forskjeller i mellom men vinden fra 45° og 90° gir større lekkasjetall i alle tillfellene.
Supervisor(s): Arnab CHAUDHURI & Dimitrios KRANIOTIS (OsloMet).

Summary: This thesis investigates the air flow and temperature distribution in an office cubicle which is heated by ventilation air using a ceiling mounted active supply air diffuser. Understanding the flow nature of air inside a room using analytical methods is more complex. Therefore, the use of a CFD simulation can be helpful for solving differential equations related to flow phenomena. For this master thesis, STAR CCM+ is used to simulate the airflow and temperature distribution in an office cubicle. The study involves the solution of three-dimensional partial differentiation equations of conservation of mass, momentum, energy, turbulence kinetic energy and dissipation rate. The finite volume method and SIMPLE scheme with two equation k-ε turbulence model has been implemented to solve the governing differential equations numerically. The results show that the numerical simulations are in good agreement with an experimentally available data with an error less than 12 % for temperature and an error less than 6% for velocity. Furthermore, ten different cases have been considered in this study. The effects of supply air temperature have shown no significant effect for higher and medium air flow rates (volumetric flow rates of 126 m³/h and 76 m³/h). However, for lower air flow rate (volumetric flow rates of 51 m³/h) it has been observed that supply air temperature influences the temperature profile and induces a clear temperature stratification, which shows higher temperature near to the ceiling, and lower temperature near to the floor. Moreover, varying the volumetric flow rate of the supply air has shown the room air temperature increases with a decrease in volumetric flow rate. The analysis of the effect of the outdoor temperature also suggests that the air flow and temperature distribution inside the room is affected by the outdoor temperature due to the heat transfer between the façade/window and the external temperature. To investigate the effect of air diffuser types, two different ceiling mounted diffusers have been studied. The study shows that perforated type diffuser has created a better room air temperature with maximum operative air temperature of 25.4 ⁰C. However, it generates a draught risk for occupant due to the high velocity inside the occupied zone. The effect of having an additional heating unit has also been studied. The result shows that higher air velocity generated over the heating element flows upward along the vertical window to the ceiling. In addition, thermal stratification of air inside the room has been reduced significantly. It is concluded, that the validated CFD technique with k-ε turbulent model can be used for designing of the temperature and velocity distribution of a heigh energy efficient office buildings using mixed ventilation systems with celing mounted active diffuser.
Norsk sammendrag: Hensikten med rapporten var å undersøke luftstrømning og temperaturfordeling i et cellekontor som er oppvarmet av ventilasjonsluft med en takmontert aktiv tilluftsventil. Å løse strømningsproblemer av luftstrøm inne i et rom er komplisert med analytiske metoder. Derfor kan bruk av numerisk væskedynamisk (CFD)- simulering være nyttig for å løse differensiallikninger relatert til luftstrømninger. For å løse problemstillingen er STAR CCM+ brukt for simulering av luftsrømningen og temperaturfordelingen inne i cellekontoret. Studien innebærer løsningen av tredimensjonale partielle differensiallikninger for bevaring av masse, momentum, energi, turbulenskinetisk energi og spredningsrate. Kontrollvolummetoden og SIMPLE-ordningen med k- ε turbulensmodell ble brukt for å løse differensiallikningene. Simuleringsresultatene har vist at den nummeriske beregningen samsvarer med de eksisterende målingsdata med mindre enn 12% avvik for temperatur og mindre enn 6% for hastighet. Totalt ble det vurdert ti caser i denne studien. Variering av tilluftstemperaturen har ikke noe betydelig påvirkning for høyere og medium luftmengder ( 126 m³/h og 76 m³/h). Derimot, for lavere luftmengder ( 51 m³/h) har det blitt observert at tilluftstemperaturer påvirker temperaturprofilen og gir en klar temperatursjiktning: høyere temperatur nær taket, og lavere temperatur nær gulvet. I tillegg er det vist en økning i romtemperatur ved reduksjon i tilluftsmengde. For å vurdere påvirkning av forskjellige type tilluftsventiler er det blitt studert to forskjellige takmonterte ventiler. Resultatene viste at den perforerte tilluftsventilen har skapt bedre lufttemperatur i rommet med en maksimum operativ temperatur på 25.4 ⁰C i oppholdssonen. Påvirkningen av en ekstra varmeenhet har også blitt undersøkt. Resultatene har vist høyere lufthastighet generert over varmeenheten langs vinduet opp mot taket. I tillegg er temperatursjiktingen i rommet har blitt redusert betydelig.
Research project: : ForKlima (Forenklet behovsstyrt klimatisering av kontorbygg med svært lavt oppvarmingsbehov).
Supervisor(s): Habtamu B. MADESSA (OsloMet).
Acknowledgements: OsloMet (Arnab Chauduri, Mehrdad Rabani and Ole Melhus); SINTEF Byggforsk.
Full text permalink: https://hdl.handle.net/10642/8659

Summary: A collaborating company has raised a problem regarding the dimensioning of electrical effects and that supply transformers are oversized. A large proportion of electrical effects in buildings go to HVAC equipment. When effects are to be reported to the network supplier, it is often the case that there is limited information about the building. The master’s thesis will, through conversations with consultants and analysis of two buildings, look at how this is done in practice and whether there are any weaknesses in the methodology. Based on the conclusion, there is also a desire to make some further recommendations for calculating one or more items in the effect budget. It turns out that when consultants estimate effects for new buildings, old standard figures from Enova are often used. These standard figures are based on buildings from TEK87 and TEK97. It is therefore unlikely that they are as relevant today. In conversations with consultants, it has emerged that there is little communication and interdisciplinary understanding between the disciplines of HVAC and electrical. This can lead to misunderstandings about the difference between thermal and electrical effects and cause the estimates in the early phase to be less reflective. There also seems to be a great lack of knowledge transfer from previous projects. People rarely, if ever, go back and investigate what the real consumption actually is. By taking lessons and experience data from previous projects, you have a better chance of finding good experience figures for new buildings. Estimating the effect of lighting is an example of equipment that has undergone a major change in new buildings. The consultants have been good at taking into account that much of modern lighting is LED and is controlled by presence. Similar experiences should also be obtained for other technical equipment.
Norsk sammendrag: Fra samarbeidende bedrift er det fremmet en problematikk rundt dimensjoneringer av elektriske effekter og at leveringstransformatorer overdimensjoneres. En stor andel av elektriske effekter i bygninger går til VVS-teknisk utstyr. Når effekter skal meldes inn til nettleverandør er det ofte slik at man har begrenset med informasjon om bygget. Masteroppgaven skal gjennom samtaler med rådgivere og analyse av to bygninger se på hvordan dette gjøres i praksis og om det er noen svakheter med metodikken. Ut fra konklusjonen er det også et ønske å komme med noen videre anbefalinger for beregning av én eller flere poster i effektbudsjettet. Det viser seg at når rådgivere skal estimere effekter til nye bygninger brukes det ofte gamle normtall fra Enova. Disse normtallene er basert på bygninger fra TEK87 og TEK97. Det er derfor lite sannsynlig at de er like aktuelle i dag. I samtaler med rådgivere har det kommet frem at det er lite kommunikasjon og tverrfaglig forståelse mellom fagområdene VVS og elektro. Dette kan føre til misforståelser rundt forskjellen mellom termiske og elektriske effekter og føre til at estimeringene i tidlig fase blir mindre reflekterte. Det ser også ut til å være en stor mangel på kunnskapsoverføring fra tidligere prosjekter. Man går sjelden, eller aldri, tilbake og undersøker hva det reelle forbruket faktisk er. Ved å ta med seg lærdom og erfaringsdata fra tidligere prosjekter har man bedre mulighet til å finne gode erfaringstall for nye bygg. Estimering av effekt til belysning er et eksempel på utstyr som har fått en stor endring i nye bygg. Rådgiverne har her vært flinke til å ta hensyn til at mye av moderne belysning er LED og er styrt etter tilstedeværelse. Tilsvarende erfaringer burde også skaffes for annet teknisk utstyr.
Supervisor(s): Tor Arvik VIK (OsloMet).
Acknowledgements: COWI Norge (Anne Kristine Amble).
Full text permalink: https://hdl.handle.net/10642/8666

Summary: [Confidential thesis].
Norsk sammendrag: [Taushetsbelagt oppgave].
Research project: : SvalVent (Sval og behagelig behovsstyrt ventilasjon for individuell kjøling i yrkesbygg).
Supervisor(s): Kari THUNSHELLE (SINTEF Community);Peter G. SCHILD (OsloMet).
Acknowledgements: SINTEF Byggforsk; GK; TROX Auranor; Tropo Industrier.

Summary: The air pattern in a special room in hospitals and laboratories plays an important role in the comfort and safety of users, samples and surroundings. A CFD model is a simplification of reality. In order to look at the air pattern in the room, it is important to look at all air movements in the room. People create turbulent movements when the special room is in use. In connection with this thesis, a CFD model was prepared in the simulation program STAR CCM+ of the ventilation principle of an autopsy room used for teaching and research. The thesis studied what is needed to build a model that reflects real conditions. Three simulations were performed, where all the simulations were performed with transient calculations. The first simulation deals with all movements performed by users when the autopsy room is in use. In this simulation, two stationary people around the autopsy table, hand movements over the pull-down bench and a passing person with arm movements are modeled. This simulation was performed to look at the influence of passersby and hand/arm movements over the fume hood and fume hood pull-down bench. In addition, the dispersion of formaldehyde concentration in the room air was looked at. Due to network capacity and the use of the Morphing function, the simulation was stopped after a few iterations. In order to study the dispersion of formaldehyde in the room air and air movements for a slightly longer period of time, the second simulation was modeled. This simulation was modeled similar to the first simulation but without arm movements of the passerby. The last simulation was modeled without human movements. This simulation was modeled to study the difference between with and without movements created by users in the autopsy room when the room is in use and to study the dispersion of formaldehyde concentration in both cases. Results from the first and second simulations clearly show that solid (solid body) movements affect the fluid flow pattern. People in motion create turbulent motions in the autopsy room when the room is in use and contribute to the disturbance of the fume hood and the downdraft bench. Results also show that the concentration of formaldehyde is carried out of the autopsy table and further into the room air due to disturbances created in the fume hood and downdraft bench by the passing person and hand/arm movements over the downdraft bench. In the last simulation, no solid motions were modeled. Results from the simulation therefore show that since there are no solid motions in the room air, the flow conditions are not affected. Due to no disturbances, the concentration of formaldehyde is subtracted in the fume hood and in the downdraft bench. When it comes to simulating solid motions in the fluid using the overset mesh methodology, it can be concluded that this is a demanding process in the initial phase. But this gives the real flow picture of when the room is actually in use in addition to affecting mostly gas concentrations and particle dispersions in the room air. Translated mesh is an important aid when simulating solid bodies that move in relation to each other. In general, it can be concluded that this type of CFD simulations can provide valuable information for the design of special rooms and laboratory rooms. This model gives a more accurate picture of when such rooms are actually in use and affects the flow conditions. Simple problems in CFD simulations do not require much from users, but with more complicated calculations, it is the knowledge of the users and available computing power that determines how good and accurate the results will be. It can also be concluded that simulations in STAR-CCM+ are very time and resource-intensive, especially with complex geometries and problems.
Norsk sammendrag: Luftmønstret i et spesialrom i sykehus og laboratorievirksomhet spiller en viktig rolle for komfort og sikkerhet av brukere, prøver og omgivelser. En CFD-modell er en forenkling av virkeligheten. For å se på luftmønstret i rommet er det viktig å se på alle luftbevegelser i rommet. Mennesker skaper turbulentbevegelser når spesialrommet er i bruk. I forbindelse med denne oppgaven ble det utarbeidet en CFD-modell i simuleringsprogrammet STAR CCM+ av ventilasjonsprinsipp av en obduksjonssal som brukes til undervisning og forskning. Oppgaven studerte hva som skal til for å bygge en modell som gjenspeiler reelle forhold. Det ble utført tre simuleringer, hvor alle simuleringene er utført med transiente beregninger. Første simuleringen tar for seg alle bevegelser som blir utført av brukere når obduksjonssalen er i bruk. I denne simuleringen er det modellert to stillestående personer rundt obduksjonsbordet, håndbevegelser over nedtrekksbenken og en forbipasserende person med armbevegelser. Denne simuleringen ble utført for å se på påvirkning av forbipasserende og hånd/armbevegelser over nedtrekksbenken for avtrekkshette og nedtrekksbenken. I tillegg ble det sett på spredning av formaldehyd konsentrasjonen i romlufta. På grunn av nettverkskapasitet og bruk av Morphing funksjonen ble simuleringen stanset etter få iterasjoner. For å studere spredning av formaldehyd i romlufta og luftbevegelser for et litt lengre tidsperiode ble den andre simuleringen modellert. Denne simuleringen ble modellert lignende første simuleringen men uten armbevegelser for den forbipasserende personen. Siste simuleringen ble modellert uten menneskelige bevegelser. Denne simuleringen ble modellert for å studere forskjellen på med og uten bevegelser som skapes av brukere i obduksjonssalen når salen er i bruk og for å studere spredning av formaldehyd konsentrasjonen i begge av tilfellene. Resultater fra første og andre simuleringen viser klart og tydelig at solid (faste legemer) bevegelser påvirker fluidstrømningsmønstret. Mennesker i bevegelser skaper turbulentbevegelser i obduksjonsrommet når rommet er i bruk og er med å forstyre avtrekkshette og nedtrekksbenken. Resultater viser også at konsentrasjon av formaldehyd blir ført ut av obduksjonsbordet og videre til romlufta på grunn av forstyrelser som skapes i avtrekkshette og nedtrekksbenken av forbipasserende personen og hånd/armbevegelser over nedtrekksbenken. I siste simuleringen ble det modellert ingen solid bevegelser. Resultater fra simuleringen viser derfor at det ettersom det ikke er solid bevegelser i romlufta blir ikke strømningsforholdene påvirket. På grunn av ingen forstyrelser blir konsentrasjon av formaldehyd trekket av i avtrekkshetta og i nedtrekksbenken. Når det angår å simulere solid bevegelser i fluidet ved hjelp av overset mesh metodikken kan det konkluderes med at dette er en krevende prosess i startfasen. Men dette gir den reelle strømningsbilde av når rommet faktisk er i bruk i tillegg til at den påvirker stort sett gass konsentrasjoner og partikkelspredninger i romlufta. Overset mesh er et viktig hjelpemiddel når en skal simulere faste legemer som beveger seg i forhold til hverandre. Generelt kan det konkluderes med at denne type CFD-simuleringer kan gi verdifull informasjon for prosjektering av spesialrom og laboratorierom. Denne modellen gir et mer riktigere bilde av når slike rom faktisk er i bruk og påvirker strømningsforholdene. Enkle problemer i CFD-simuleringer krever ikke så mye fra brukere, men ved mer kompliserte beregninger er det kunnskap hos brukere og tilgjengelig datakraft som avgjør hvor gode og nøyaktige resultatene blir. Det kan også konkluderes med at simuleringer i STAR-CCM+ er meget tids og resurskrevende, spesielt med komplekse geometrier og problemer.
Supervisor(s): Ole MELHUS & Arnab CHAUDHURI (OsloMet).
Acknowledgements: Erichsen & Horgen (Anette Bonsted, Guro Urdahl, Saiph Neumann).
Full text permalink: https://hdl.handle.net/10642/8660

Summary: This master’s thesis is a feasibility study to investigate the possibilities for recovering waste heat from an industrial laundry located in Skedsmo, and was carried out by master’s student Petter Aslaksrud There is great value in recovering energy, both economically and in terms of climate emissions. Industrial laundries are an industry with high energy and water consumption. There are correspondingly good opportunities for recovering high-temperature process wastewater. There are good solutions for energy recovery in production, but there are still opportunities for utilizing residual heat energy. This thesis looks at the possibilities for utilization by preheating hot tap water, space heating and heating ventilation air. Previous studies have been reviewed that are relevant to industrial laundries and recovering energy from process wastewater. By looking at hourly values ​​for heating obtained from simulation in Simien, it has been possible to calculate energy coverage for different dimensions of the heat pump. A profitability analysis has also been carried out for the different solutions. Industrial laundries use different combinations of washing programs based on the quality of the laundry. The effects and possibilities of washing at different temperatures have therefore also been investigated. The results show that there are good opportunities for the production of heat energy by using a heat exchanger and heat pump, but that it is not particularly profitable to only cover your own heating needs. A small heat pump with an output of 25 kW shows the best profitability in terms of present value in the lifetime and payback time. Further research, especially related to real values ​​for heating buildings and consumption of hot tap water, is necessary for further research. A survey of the area around the laundry will also provide a basis for further calculation of the possibilities that exist by selling heat.
Norsk sammendrag: Denne masteroppgaven er en mulighetsstudie for å undersøke mulighetene for gjenvinning av spillvarme fra et industrivaskeri lokalisert på Skedsmo, og er utført av masterstudenten Petter Aslaksrud Det er knyttet store verdier i å gjenvinne energi, både økonomisk, og med tanke på klimautslipp. Industrivaskerier er en bransje med høyt energi- og vannforbruk. Det er tilsvarende gode muligheter for gjenvinning av prosessavløpsvann med høy temperatur. Det er gode løsninger for energigjenvinning i produksjonen, men det er fortsatt muligheter for utnyttelse av resterende varmeenergi. I denne oppgaven er det sett på mulighetene for utnyttelse ved forvarming av varmt tappevann, rom-oppvarming og oppvarming av ventilasjonsluft. Det har blitt gjennomgått tidligere studier, som er relevant for industrivaskerier og gjenvinning av energi fra prosessavløpsvann. Ved å se på timesverdier til oppvarming hentet fra simulering i Simien, har det vært mulig å beregne energidekning ved ulike dimensjoner på varmepumpen. Det har da også blitt gjennomført en lønnsomhetsanalyse for de ulike løsningene. In-dustrivaskerier benytter ulike kombinasjoner av vaskeprogrammer basert på tøy-kvalitet. Det er derfor også undersøkt virkningen og mulighetene som finnes ved vask på ulike temperaturer. Resultatene viser at det finnes gode muligheter for produksjon av varmeenergi ved bruk av varmeveksler og varmepumpe, men at det ikke er spesielt god lønnsomhet ved kun å dekke eget oppvarmingsbehov. En liten varmepumpe med en effekt på 25 kW, viser best lønnsomhet med tanke på nåverdi i levetiden og tilbakebetalings-tid. Videre undersøkelser, spesielt knyttet til reelle verdier til oppvarming av bygg og forbruk av varmt tappevann er nødvendig for videre undersøkelser. En kartleg-ging av området rundt vaskeriet vil også gi et grunnlag for videre beregning av mulighetene som finnes ved salg av varme.
Supervisor(s): Tor Arvid VIK & Habtamu B. MADESSA (OsloMet).
Acknowledgements: Stenor AS (Fredrik Hansen).

Summary: Each year, large amounts of energy disappear from buildings along with the wastewater. Thermal energy stored within the water represents about 80% of this energy and can account for between 80 and 90% of the energy needed to produce domestic hot water. Wastewater from buildings can be divided into greywater and blackwater, of which blackwater is sewage from toilets. Greywater includes the rest of the building’s wastewater and accounts for the largest proportion. It also has the highest temperature. The aim of this work was to map the potential of heat recovery of grey-water in apartment buildings. Methods used involved a literature study as well as calculations, and a simple assessment of profitability. Through the literature study, a specific water consumption of around 145 l/pd was estimated. Hot tap water was estimated to account for about 51 l/pd, while the average greywater amount was about 100 l/pd. Hot tap water and grey-water accounted for 35 % and 69 % of total water consumption respec-tively. The greywater temperature was estimated to 20-30 degrees. Due to scarcity of Norwegian literature concerning consumption patterns, hot wa-ter consumption profiles for weekdays and weekends was based on hourly values found in SN/TS 3031:2016. This was then compared and adapted to results found in relevant literature. The calculations were conducted for a fictional apartment building with 150 residents. The chosen system consisted of both a heat exchanger and a heat pump, which was used for production of domestic hot water. The results showed that the heat pump could achieve an annual COP between 2.5 and 4.9 for preheating temperatures between 65 and 35 degrees. The results also showed that heat recovery at building level could provide en-ergy savings of up to 70 % and reduce annual energy costs by around 64% when compared to district heating. The profitability analysis showed that the present value of the savings was highest, 943 000 NOK, when the heat recovery system was responsible for the entire tap water heating. The low-est saving was 622 000 NOK, for a preheating temperature of 35 degrees. The latter, however, accounted for about twice as high savings in relation to the required heat pump power. The results also showed that variable greywater characteristics made a lesser impact on the COP of the heat pump when the preheat temperature was high. At the same time, high preheating temperatures and low COP was shown to be more sensitive to changes in energy prices. The results also showed that a few degrees variation in the greywater temperature could affect COP and energy savings by several percent.
Norsk sammendrag: Hvert år forsvinner store mengder energi ut av bygninger sammen med avløpsvannet. Termisk energi representerer omtrent 80 % av denne ener-gimengden, og kan utgjøre mellom 80 og 90 % av det som trengs for å pro-dusere nytt varmtvann. Spillvann fra en bygning kan deles inn i gråvann og svartvann, hvorav svartvannet er kloakk fra toaletter. Gråvannet om-fatter resten av bygningens spillvann, og innebærer den største andelen. Det har også høyest temperatur. Målet med dette arbeidet var å kartlegge potensialet ved lokal varmegjen-vinning av gråvann i boligblokker. Dette skulle i hovedsak vurderes ved hjelp av en teoretisk litteraturstudie, i tillegg til resultater fra beregninger og en enkel vurdering av lønnsomhet. Gjennom litteraturstudiet ble det anslått et spesifikt vannforbruk på rundt 145 l/pd. Varmt tappevann ble estimert til omtrent 51 l/pd, mens gjennomsnittlig gråvannsmengde var omtrent 100 l/pd. Varmtvann og gråvann utgjorde henholdsvis 35 og 69 % av det totale vannforbruket. Grå-vannets temperatur ble anslått til å ligge mellom 20-30 grader. Forbruks-profiler ble anslått på bakgrunn av funn i litteraturen og standardiserte verdier i SN/TS 3031:2016. Beregningsstudien ble utført for en fiktiv boligblokk med 150 beboere. Valgt system utnyttet både passiv og aktiv varmegjenvinning for produk-sjon av tappevann. Resultatene viste at varmepumpa kunne oppnå en årsvarmefaktor mellom 2,5 og 4,9 for forvarmingstemperaturer mellom 65 og 35 grader. Resultatene viste dessuten at varmegjenvinning på byg-ningsnivå kan gi en energibesparelse på opp mot 70 %, og redusere de år-lige energikostnadene med rundt 64 % sammenlignet med fjernvarme. Lønnsomhetsanalysen viste at nåverdien til besparelsen var størst, 943 000 kroner, når anlegget stod for hele tappevannsoppvarmingen. Laveste besparelse var 622 000 kroner, for en forvarmingstemperatur på 35 gra-der. Sistnevnte ga derimot omtrent dobbelt så stor besparelse i forhold til nødvendig installert effekt på varmepumpa. Resultatene viste også at va-riabel gråvannskarakteristikk hadde vanskeligere for å påvirke varme-pumpas COP når forvarmingstemperaturen var høy. Samtidig har konfi-gurasjon med høy forvarmingstemperatur og lav COP vist seg å være mer følsom for forandringer av energipriser. Resultatene viste også at en end-ring av gråvannets temperatur på noen få grader kan påvirke COP og energibesparelsen med flere prosent.
Supervisor(s): Tor Arvid VIK (OsloMet).
Acknowledgements: Rambøll (Guillermo Duran Moro); OsloMet (Habtamu Bayera Madessa).
Full text permalink: https://hdl.handle.net/10642/8662

Summary: The master’s thesis is written in collaboration with COWI – one of Norway’s leading consulting engineering companies. Analysis of electrical and thermal effects in commercial buildings is a central part of the report, where a review of available measurement data is carried out on an hourly basis with a main focus on power peaks that occur during operation. The goal of the analysis is a comparison of measured power requirements for different technical systems with corresponding designed and installed values ​​and documentation of deviations. Possible causes of deviations are formulated and discussed after representation of measurement results. The preliminary work for the project contains a literature study aimed at defining sub-problems and mapping experiences. Furthermore, methods used to solve the problem are assessed. Based on the sub-problems, 2 commercial buildings in 2 different climate zones in Norway have been selected. Both buildings are BREEAM certified and thus contain a sufficient number of measuring equipment for different technical systems. Measurement data from energy monitoring systems in case buildings form the basis for analysis. A review of available design documentation from different phases of the design has also been made. The inspections carried out were aimed at mapping installed effects and documenting important operational conditions. The analysis carried out has confirmed the hypothesis that the power requirements of various technical systems are over-dimensioned. Interviews with operating personnel and consulting engineers supplement the analysis of measurement data. Discussion of the results obtained is further generalized in the form of conclusions distributed over various items. The master’s thesis confirms that the dimensioning of power peaks is an important issue with a number of economic and socio-economic consequences and contains recommendations for further work.
Norsk sammendrag: Masteroppgaven er skrevet i samarbeid med COWI – et av Norges ledende rådgivende ingeniørselskap. Analyse av elektriske og termiske effekter i næringsbygg er en sentral del av rapporten hvor det utføres gjennomgang av tilgjengelig måledata på timesbasis med hovedfokus på effekttopper som oppstår under drift. Målet av analyse er en sammenligning av målt effektbehov til ulike tekniske systemer med tilsvarende prosjekterte og installerte verdier og dokumentering av avvik. Mulige årsaker til avvik formuleres og diskuteres etter representasjon av resultater av målinger. Forarbeidet til prosjektet inneholder litteraturstudiet som er rettet mot definering av delproblemstillinger og kartlegging av erfaringer. Videre vurderes metoder som benyttes for å løse problemstillingen. På bakgrunn av delproblemstillinger er det valgt 2 næringsbygg i 2 forskjellige klimasoner i Norge. Begge bygninger er BREEAM-sertifiserte og dermed inneholder tilstrekkelig antall av måleutstyr for ulike tekniske systemer. Måledata fra energioppfølgingssystemer i case-bygninger danner et grunnlag for analyse. Det er også gjort gjennomgang av tilgjengelig prosjekteringsunderlag fra ulike faser av prosjekteringen. Gjennomført befaringer var rettet mot kartlegging av installerte effekter og dokumentering av viktige driftsmessige forhold. Gjennomført analyse har bekreftet hypotese at effektbehov til forskjellige tekniske systemer overdimensjoneres. Intervjuer med driftspersonalet og rådgivende ingeniører supplerer analyse av måledata. Diskusjon av oppnådde resultater generaliseres videre i form av konklusjoner fordelt på ulike poster. Masteroppgaven bekrefter at dimensjonering av effekttopper er en viktig problemstilling med en rekke økonomiske og samfunnsøkonomiske konsekvenser og inneholder anbefalinger til videre arbeid.
Supervisor(s): Tor Arvik VIK (OsloMet).
Acknowledgements: COWI Norge (Anne Kristine Amble).
Full text permalink: https://hdl.handle.net/10642/8665

Summary: This assignment concerns hot air ventilation heating in passive houses. The focus has been on solving the problem with high bedroom temperatures when using tempered supply air as the heat source. A typical Norwegian, one-storey, detached house from Mesterhus is built up in IDA ICE, which is a detailed simulation program. The house is intended to be in Oslo climate and is implemented to meet the requirements set in the Norwegian Passive House Standard in addition to TEK 17. The problem is highlighted as the majority of the Norwegian population find temperatures between 12-18°C as comfortable in the bedrooms at night. Surveys show that residents in the passive house open the windows at night. In combination with previous research in the field, hypotheses have been built up around how to potentially improve the problem with high bedroom temperatures. A passive house is characterized by a dense construction with low u-values. The idea behind these buildings is to cover most of the heating needs via the heat supplements from lights, people and equipment. In other parts of the world where we experience a milder climate, ventilation air will cover the remaining heat demand. In the cold, Norwegian climate, on the other hand, it is common to use radiators as well during the heating season. The first simulations show that the internal heat loads have a major impact on the room temperatures as simulations without these impacts also were completed. The internal gains from people gives the most heat of the three types. The importance of looking into a more realistic load from people compared the ones presented in NS 3700 was therefore highlighted. Throughout all the simulations, it is deliberately chosen a week of high temperature variations from +3°C to -22°C, to look at the impact from the outside temperature. The case started with a conventional CAV ventilation system with supply air in the bedroom and living room, and extracts from the wet rooms and kitchen. The supply air temperature was controlled by a sensor in the exhaust air with a setpoint of 20°C. Maximum supply air temperature was set to 50°C, and later lowered to 30°C when it was discovered that the need for 50°C was not present. As expected, the bedroom temperatures increased at night, when the internal loads from people are highest, which is not desirable. Therefore, the need for zoning of the bedrooms from the rest of the dwelling became clear. To achieve this, the ventilation lines were modified with both supply air and exhaust in the bedrooms. Thus, a lower bedroom temperature was achieved. viii Although the problem concerns the bedrooms, the importance of thermal comfort in the living room and in other recreation rooms is also taken into consideration. Because of this, modifications in the control strategy for the supply air temperatures were made. By placing a temperature sensor in the living room as a reference to the supply air temperature, the operative temperatures became more even in the living rooms. Early in the simulations, it was discovered that the highest temperatures were present in the master bedroom, which is intended for two people. Here the airflows are twice what they are in the rooms only intended for one person. The focus has been on reducing the temperature in the master bedroom to an acceptable level. Combined with the modifications to the control strategy of the air-handling unit, simulations were completed with lowering the supply temperature at night for the entire house with good results. Furthermore, a schedule for opening windows in the bedrooms was added an hour before the users were intended to go to bed, where even lower temperatures were achieved. This is comparable to what the residents in these houses do today in, which we want to avoid. The importance of open windows was highlighted when the energy consumption of the different solutions was mapped, and this was undoubtedly the solution consuming the most energy. Lowering the supply temperature at night was also simulated in combination with the introduction of a ventilation system with variable air volumes. By inserting a VAV plant, one gets the possibility of manipulating the airflows. More air was added to the bedrooms at night, and less during the day when the rooms were not in use, and the other way around for the other recreation rooms. This was to obtain a lower degree of- heating in the bedrooms during the day, and cooling in the living room at night. This solution gave a marginal improvement in energy consumption versus the CAV solution, and lower temperatures in the bedrooms.
Norsk sammendrag: Denne oppgaven omhandler oppvarming via tilluft i passivhusboliger. Fokus har vært å løse problemet med høye soveromstemperaturer ved bruk av temperert tilluft som eneste oppvarmingskilde. En typisk norsk, enetasjes enebolig fra ferdighusprodusenten Mesterhus er bygget opp i simuleringsprogrammet IDA ICE. Huset er plassert i Oslo klima, og er implementert slik at det tilfredsstiller kravene som er satt i den norske passivhusstandarden i tillegg til TEK 17. Problemet er belyst da det er funnet i tidligere undersøkelser som for eksempel «Ta Hjemmetempen» (Dalen, 2013) at flertallet av den norske befolkningen finner temperaturer mellom 12-18⁰C som komfortabelt i soverommet om natten. Det viser seg også at beboerne i passivhus tyr til å åpne vinduene om natten. I kombinasjon med tidligere forskning på området er det i denne oppgaven bygget opp hypoteser rundt hvordan problemet med høye temperaturer i soverom potensielt kan bedres. Et passivhus kjennetegnes med tette konstruksjoner og lave u-verdier. Ideen bak de tette byggene er å dekke det meste av oppvarmingsbehovet via varmetilskudd fra lys, personer og utstyr. I store deler av verden hvor vi opplever et mildere klima, vil ventilasjonsluften dekke resterende oppvarming. I det kalde, norske klimaet derimot, er det vanlig å bruke radiatorer som tilleggsvarme i fyringssesongen. De første simuleringene kartla at de interne varmetilskuddene har stor påvirkning på oppvarmingen av boligen da det ble gjort simuleringer med og uten innvirkning fra disse. Personbelastningen utgjør den største biten av de interne tilskuddene, og viktigheten med å se på en reell personbelastning fremfor den som er presentert i NS 3700 ble belyst. Gjennom alle simuleringene er det bevisst valgt en uke med store temperaturvariasjoner fra +3⁰C til -22⁰C for å se på utetemperaturens påvirkning. Studiet startet med et konvensjonelt CAV ventilasjonssystem med tilluft i soverom og i stue, og avtrekk i våtrom og i kjøkken. Temperaturen på tilluften ble styrt av en sensor i avtrekksluften med et setpunkt på 20⁰C. Maksimal tilluftstemperatur ble satt til 50⁰C, og senere senket til 30⁰C, da det ble avdekket at behovet for 50⁰C på tilluft ikke var tilstede. Naturlig nok økte temperaturen i soverom om natten, da personbelastningen er størst, noe som ikke er ønskelig. Derfor ble behovet for soning av soverommene fra resten av boligen viktig. For å oppnå dette ble ventilasjonsføringene modifisert med både tilluft og avtrekk i soverom. Dermed ble en lavere soveromstemperatur oppnådd. vi Selv om problemstillingen omhandler soverom er også viktigheten av god termisk komfort i stue og andre oppholdsrom tatt i betraktning. Med tanke på dette ble modifiseringer i styringen av tilluftstemperatur gjort. Ved å plassere en temperatursensor i stuen som referanse for tilluftstemperatur ble de operative temperaturene jevnere i oppholdsrommene. Det ble tidlig i simuleringene kartlagt at problemet er størst i hovedsoverommet som er beregnet for to personer. Her er luftmengden det dobbelte av hva den er i rommene beregnet for kun en person. Fokuset har ligget på å få temperaturen i dette rommet ned til et akseptabelt nivå. Kombinert med modifikasjonene på styringen av aggregatet ble det gjort simuleringer med nattsenking av temperaturen i hele boligen med gode resultater. Videre ble det lagt inn en timeplan for åpning av vinduer i soverom en time før brukerne skulle legge seg, enda lavere temperaturer ble da oppnådd. Dette kan sammenlignes med det beboerne i disse husene gjør i dag, og som vi ønsker å unngå. Betydningen av åpne vinduer ble belyst når energibruken til de forskjellige løsningene ble kartlagt, og denne uten tvil var mest energikrevende. Nattsenking ble også simulert i kombinasjon med innføring av et ventilasjonsanlegg med variable luftmengder. Ved å sette inn et VAV anlegg åpnet muligheten for å manipulere luftmengdene seg. Mer luft ble tilført soverommene om natten, og mindre om dagen da rommene ikke var i bruk. Motsatt ble det for de øvrige oppholdsrommene. Dette for å få en lavere grad av oppvarming i soverom om dagen, og nedkjøling i stuen om natten. Denne løsningen gav en marginal forbedring i energibruk kontra CAV løsningen, og lavere temperaturer i soverom.
Supervisor(s): Arnab CHAUDHURI (OsloMet).
Acknowledgements: OsloMet (Peter Schild, Habtamu Madessa).
Full text permalink: https://hdl.handle.net/10642/8667

Summary: The use of ground source heat pumps, in many cases, will reduce the temperature in the borehole over time. This will make the heat pump working conditions worse. In worst case the temperature in the ground can drop to a level that the borehole freezes. This is something one does not wish to happen, because it can reduce the lifetime for the hole heatig system. To avoid this it is possible to install solar collectors wich charge the borehole with solar heat. In order to perform analysis on an actual building, Berg Fengsel was used as case study. Two system solutions has been analyzed. In System A, the solar heat is only charging the borehole, where the goal is to avoid freezing in the borehole. In System B, the solar heat is not only charging the borehole, but also supplying solar heat for heating of domestic hot water (DHW). Technical and economical analysis were conducted for both system solutions. The technical analysis was performed with the help of two simulation softwares: T*Sol (solar collectors) and EED (boreholes). In order to more easily understand how the system solutions affect the electrical energy demand, reference systems were developed. Each of the system solutions has its own reference system, wich makes them incomparable and one has to analyze them separately. Solar heating systems is often associated with large investment costs. This also applies in this thesis were the total system costs range from 2 377 – 4 233 NOK per area of collector, for the different solar collectors studied. It was found that non of the cases studied in System A was profitable. The unglazed solar collector system had the best economical outcome with a present value of -219 044 NOK. In System B, the flat plate solar collector system had a present value of 107 909 NOK, when the solar heat is supplied to DHW in the period of May – September. In the case were solar heat is supplied to DHW through the whole year it had a persent value of 402 403 NOK. The energy wells in System A is undersized, and measures needs to be taken. An alternative to charging of the boreholes is to expand the size of the energy wells, but this investment has a present value of -570 884 NOK. Installing a unglazed solar collector system is therefore the best option. In System B, the goal is to see if the working period for solar heat supplied to DHW affects the required solar collector area. The technical analysis showed that the required solar collector area is the same for both of working periods studied in this thesis.
Norsk sammendrag: Ved bruk av varmepumpe tilknyttet et termisk energilager i berggrunnen vil en i mange tilfeller oppleve at temperaturen i grunnen synker over tid. Dette gjør driftsforholdene til varmepumpen dårligere. I verste fall kan temperaturen i grunnen bli så lav at energibrønnen fryser. Dette er noe man ikke ønsker, og kan redusere levetiden for varmesystemet betraktelig. For å hindre dette kan et tiltak være å installere solfangere som lader energibrønnen med solvarme. Berg Fengsel ble benyttet som case og datagrunnlag for analysen. Det har blitt sett på to systemløsninger. I det ene tilfellet (Systemløsning A) benyttes solvarmen bare til lading av brønn, hvor målet er å hindre at brønnparken fryser. I det andre tilfellet (Systemløsning B) benyttes solvarmen til lading av brønn, men også til oppvarming av varmt tappevann. Det er gjennomført teknisk og økonomisk analyse av begge systemløsningene. Den tekniske analysen ble gjennomført ved hjelp av to simuleringsprogram: T*Sol (solfanger) og EED (energibrønn). For å lettere kunne se hvordan systemløsningene påvirker det elektriske energibehovet ble det benyttet referansesystemer. Begge systemløsningene har hvert sitt referansesystem som gjør at det ikke er grunnlag til sammenligning av Systemløsning A og Systemløsning B. En må derfor gjøre separate analyser av systemløsningene. Det er ofte store investeringsutgifter knyttet til solvarmeanlegg, og i denne oppgaven ligger total systemkostnader i området 2 377 – 4 233 kr/m² for de ulike solfangertypene. I Systemløsning A er ingen av alternativene lønnsomme. Utildekket solfangersystem kom best ut av den økonomiske analysen med en nåverdi på -219 044 kroner. For Systemløsning B får investering av plan solfangersystem en nåverdi på 107 909 kroner, hvis en bare tilfører solvarme til oppvarming av tappevann i perioden mai – september, og en nåverdi på 402 403 kroner når en tilfører solvarme til oppvarming av tappevann gjennom hele året. I Systemløsning A er brønnparken så underdimensjonert at det må gjøres tiltak for å redde denne. Alternativ til å lade brønn med solvarme er å utvide brønnparken, men denne investeringen har en nåverdi på -570 884 kroner. Utildekket solfangersystem er derfor det beste tiltaket. For Systemløsning B er spørsmålet om en kan redusere solfangerareal ved kortere driftstid for tilførsel av solvarme til oppvarming av varmt tappevann. Den tekniske analysen viser at nødvendig solfangerareal er like stort for kortere driftstid som for lengere driftstid.
Supervisor(s): Habtamu B. MADESSA (OsloMet).
Acknowledgements: Erichsen & Horgen (Axel Andreas Bjørnulf, Hanne Elisabeth Bø Andreassen).
Full text permalink: https://hdl.handle.net/10642/8658

Summary: Heat storage is a well-known phenomenon that has been widely used. This task involves mainly two materials to use as heat storage, one of which is concrete and the other is PCM. The main purpose of the assignment is to compare different layouts with concrete and PCM both experimentally and numerically. 7 different experiments were performed with the following 7 simulations. The method used can be summarized in three steps. Planning phase, logistics around equipment / materials and execution phase. For the planning phase, it was chosen which initial conditions and what characteristics the climate room should have according to supply air, operating times and the magnitude of internal loads / solar radiation to be used throughout the different experiments. A climate room was used at OsloMet as an experimental room, where sensors were attached to all surfaces, as well as five sensors that measured air temperature inside the room. Dimensions of climate room were measured during the planning phase as well. Thus it became natural to proceed the order according to materials and equipment as needed. During the second phase of logistics for materials, an inventory was drawn up on what materials the school already had and which materials were needed like concrete, heat foils and missing equipment. The final phase involved the execution of experiments and simulations. This phase was divided according to the 7 experiments that were performed. For experiments, it was divided into 4 phases, 2 climatic phases and two experimental phases, where climateization lasted for approx. 30 hours and experiment phase lasted 41 hours. Each experiment lasted for 72 hours each, scenarios had some difference in the hours used in pre-climate phase. By using two climatic phases, one where the supply air temperature was set to 12 ° C and the second climate phase was set to 16 °C, a large proportion of PCM was solidified over the climatic phases. When all measurements were made, the operating temperature was calculated from the sensors on surfaces and sensors that felt air temperature, which were then compared to simulated values according to the operating temperature in the period of 2 days. A tendency occurred when different number of thermal elements was introduced for the first day. In the case where one thermal element was present, where the climate room had concrete on floor and PCM on floor, operating temperature was at 16:00 between 29 °C and 28.65 °C. For the cases of two and three thermal elements, where all the scenarios had concrete on the floor but two layers of PCM distributed on wall and ceiling, double PCM ceiling layer and single PCM ceiling layer had a operating temperature at 16:00 between 26.74 °C to 26.96 °C. Between the first and second day, a clear increase can be observed in operating temperature at 16:00. For all scenarios, an increase occurs from day one to day two, this difference is clearly greatest for the scenario where PCM is laid on the floor. Experiments showed that it did not get cool enough in the climate room at night between two experimental days, which in turn affected the phase change of the PCM. When only concrete is compared to PCM on the floor, concrete on the floor has a smoother temperature course throughout the experiment period according to the top and bottom points. For PCM, operating temperature is lower during the night than for the concrete experiment, but for day 2 it appears that PCM has not solidified and the peak temperature for day 2 is equal to the reference rather than the concrete experiment. The results for experiments show, for all 7 scenarios, a similar tendency of graphs but with a difference in operating temperature especially during the warmest period during the day. The biggest difference occurs between the reference test and scenario 5b, where the layout of scenario 5b is concrete on floor, PCM on wall and in ceiling, in addition, the supply air temperature is constant at 16 °C. Looking away from the reference attempt is the greatest difference between scenario 2 and the scenario with three thermal elements and constant supply air temperature of 16 °C. Where scenario 2 involves PCM on floor only, but supply air temperature is divided up to 16°C outside operating time and 19 ° C during operating time. Mainly, experiments were divided into three groups where scenario 1-3 were in a group. Group two consisted of scenarios 4, 5a and 6 and group three referred to scenario 5a and 5b. Of these three groups, for group 2 there is almost no difference in temperature between experiments. By comparing simulation and experiment, all scenarios followed the same tendencies but scenario 5a has a big difference in operating temperature between 4:00 pm first experiment day to 7:00 second experimental day. At 7 o’clock there is a percentage difference of 7.74%. All peak points are within a difference of operating temperature below 5%. Scenario 3, 4, 5a and 6 have all peak points below 3%. In the case of bottom points, scenario 1, 5a and scenario 6 are above 5% temperature difference. Simulations in WUFI + were performed for comparison between experiments and for studying thermal masses other than concrete and in several combinations that were physically possible in the climate room. Six additional simulations have been run in terms of concrete / solid wood / PCM on floor and according to floor & ceiling. These simulations showed the most effective temperature range for the simulation regarding concrete and showed relatively similar operating temperatures for PCM and massive wood. By comparing one and two thermal masses, a reduction, greatest for concrete, is observed at about 2.7 °C for both temperature peaks. The PCM variant had a reduction of 2.65 °C and the massive variant showed a reduction of operating temperature of approx. 1.7 °C.
Norsk sammendrag: Varmelagring er et velkjent fenomen som er blitt mye brukt. Denne oppgaven tar for seg hovedsakelig to elementer for varmelagring der det ene er betong og det andre er PCM. Oppgavens hovedformål er å sammenligne forskjellige oppsett med betong og PCM både eksperimentelt og med numeriske metoder. Det ble utført 7 forskjellige eksperiment med følgende 7 forskjellige simuleringer. Metode som er brukt kan oppsummeres kort i tre steg. Planleggingsfase, logistikk rundt utstyr/materialer og utførselsfase. For planleggingsfasen ble det valgt hvilke startsbetingelser og hvilke karakteristikker klimarommet skulle ha i henhold til tilluft, driftstider og størrelsesorden for internlaster/solstråling som skulle brukes gjennom de forskjellige eksperimentene. Det ble brukt et klimarom på OsloMet som eksperimentrom, der det ble festet sensorer på alle overflater, samt fem sensorer som målte lufttemperatur inne i rommet. Dimensjoner av klimarom ble målt under planleggingsfasen i tillegg. Dermed ble det naturlig å gå videre på størrelsesorden i henhold til materialer og utstyr som det var behov for. Under andre fase som omhandler logistikk for materialer, ble det satt opp en inventarliste over hvilke materialer skolen allerede hadde og det ble bestilt inn materialer det var behov for som betong, varmefolier og manglende utstyr. Den siste fasen omhandlet utførsel av eksperimenter og simuleringer. Denne fasen ble delt inn i henhold til de 7 eksperimentene som ble utført. For eksperimenter var det delt opp i 4 faser, 2 klimatiseringsfaser og to eksperiment faser, der klimatisering varte i ca. 30 timer og eksperiment fase varte i 41 timer. Hvert eksperiment varte i en periode på 72 timer hver, scenarioer hadde noe forskjell i timer i pre-klimatiseringsfase. Ved å bruke to klimatiseringsfaser, først en der tilluftstemperatur var satt til 12 °C og andre klimatiseringsfase ble satt til 16°C ble en stor andel av PCM solidifisert over nevnte klimatiseringsfaser. Når alle målinger var utført ble det beregnet operativ temperatur utfra sensorene på overflater og sensorer som følte lufttemperatur, disse ble igjen sammenlignet med simulerte verdier i henhold til operativ temperatur og en tidsperiode på 2 døgn. En tendens oppstod ved forskjellig antall termiske elementer i henhold til første dag. I tilfellene med et termisk element, der klimarommet hadde betong på gulv og PCM på gulv, lå operativ temperatur ved tidspunkt 16:00 mellom 29 °C til 28,6 5°C. For tilfellene med to og tre termiske elementer, der alle scenarioer hadde betong på gulv men to lag med PCM fordelt på vegg og himling, dobbelt PCM himlingslag og enkelt PCM himlingslag havnet den operative temperaturen klokken 16:00 mellom 26,74 °C til 26,96 °C. Mellom første og andre dag kan en tydelig økning observeres i operativ temperatur ved tidspunkt 16:00. For alle scenarioer inntrer denne økningen fra dag en til dag to, denne differansen er klart størst for scenarioet der PCM er lagt på gulvet. Det viste seg gjennom eksperimenter at det ikke ble kjølig nok i klimarom på natten mellom to eksperimentdager, noe som igjen påvirket faseendringen til PCM. Når bare betong sammenlignes med PCM på gulv, har betong på gulv et jevnere temperaturforløp over hele eksperiment perioden i henhold til topp og bunnpunkter. For PCM er operativ temperatur lavere i løpet av natten enn for betong eksperimentet, men for dag 2 ser det ut som PCM ikke har solidifisert og topptemperaturen for dag 2 er likere referanse eksperimentet enn betong eksperimentet. Resultatene for eksperimenter viser for alle 7 scenarioer en lik tendens på grafer men med en selvsagt differanse i operativ temperatur spesielt på den varmeste perioden i løpet av dagen. Den største differansen oppstår mellom referanse forsøket og scenario 5b, der oppsettet til scenario 5b er betong på gulv, PCM på vegg og i himling, i tillegg er tilluftstemperatur konstant på 16 °C. Ser en vekk fra referanse forsøket er det størst differanse mellom scenario 2 og scenario med tre termiske elementer og konstant tilluftstemperatur på 16 °C. Der scenario 2 innebærer PCM kun på gulv men tilluftstemperatur er delt opp i 16°C utenfor driftstid og 19°C i driftstid. Hovedsakelig ble eksperimenter delt inn i tre grupper der scenario 1-3 var i en gruppe. Gruppe to besto av scenario 4, 5a og 6 og gruppe tre omhandlet scenario 5a og 5b. Av disse tre gruppene er det nesten ingen differanse ved temperatur i gruppe 2 mellom eksperimenter. Ved sammenligning av simulering og eksperiment fulgte alle scenarioer samme tendenser men scenario 5a har en stor forskjell i operativ temperatur mellom 16:00 første eksperiment dag til 07:00 andre eksperiment dag. Ved tidspunktet 07:00 er det en prosentdifferanse på 7,74%. Alle toppunkter er innenfor en differanse for operativ temperatur under 5%. Scenario 3, 4, 5a og 6 har alle toppunkter under 3%. Når det gjelder bunnpunkter ligger scenario 1, 5a og scenario 6 over 5% temperatur differanse. Simuleringer i WUFI+ ble utført for sammenligning mellom eksperimenter samt for å kunne studere andre termiske masser enn betong og i flere kombinasjoner som var fysisk mulig i klimarom. Seks tilleggs simuleringer er kjørt med tanke på betong/massivtre/PCM på gulv og i henhold til gulv & i himling. Disse simuleringene viste mest effektiv temperaturforløp for simulering med betong og relativt like operative temperaturer for PCM og massivtre. Ved sammenligning av en og to termiske masser observeres en reduksjon, størst for betong, på omtrent 2,7 °C for begge temperaturtopper. PCM varianten hadde en reduksjon på 2,65 °C og massivtre varianten viste en reduksjon av operativ temperatur på ca. 1,7 °C.
Supervisor(s): Dimitrios KRANITOIS (OsloMet).
Acknowledgements: Norconsult (Trond Thorgeir Harsem, Sondre Åsebø); OsloMet (Habtamu B. Madessa, Tor Arvid Vik, Øystein Andersen); Aristotle University of Thessaloniki (Dimitrios Zegginis).
Full text permalink: https://hdl.handle.net/10642/8653

Summary: A buildings envelope leakage says something about the amount of air passing through the envelope and has a major impact on the energy consumption of the building. If the buildings envelope leakage is good a low air change rate, n50, will be achieved. According to today’s requirements in TEK17, the air change rate should not exceed 0,6 h-1 for residential buildings and 1,5 h-1 for commercial buildings. The air change rate is an important value in energy calculations. To estimate the envelope leakage air tightness measurements are performed by using the fan pressurization method. The most common method of performing such a measurement is to use an automated fan (blower door), but in this thesis the possibility of performing airtightness measurements using the building’s air handling unit (AHU) have been considered. The air tightness measurements were performed at WANG Ung, which is a new middle school for athletes in Oslo. The building is in its final construction phase and will be due to commissioning by the end of June 2018. Before the measurements started, the construction was completed by sealing all unintentional openings such as the shower drains, toilet and the air handling unit. Reference pressure and pressure differences across the façade were measured on the 1st and 4th floor using a pressure gauge. The reference pressure is measured before and after the air tightness measurement, with the AHU turned off. When measuring the pressure difference across the building envelope the air handling unit was operated with a fan power of 100%-40%. The fan power was reduced in increments of 10%, resulting in a total of seven measurements on each floor. The results from the measurements were processed according to ISO 9972, which is the current standard in Norway for air tightness measurements. The pressure differences achieved were somewhat lower than the standard indicates as minimum requirements, but by extrapolation of the calculated power law up to 50 Pa, reliable result was obtained for the required airflow and air change rate. The required air flow is calculated for both airflow through the rotary heat exchanger and through the nozzle. In addition to quantifying air volumes, an instruction has been prepared that serves as a method of air tightness measurement with air handling units, and as an addition to ISO 9972. Based on the results one can say that the air-handler fan pressurization method is a practical and reliable way to estimate envelope leakage in buildings. However, the method requires some experience as it will not always be possible to meet the requirements given in the standard.
Norsk sammendrag: Lufttettheten til et bygg er et uttrykk for hvor mye luft som går gjennom klimaskjerm, og har stor påvirkning på byggets energibehov. Et bygg med god lufttetthet vil oppnå et lavt lekkasjetall, n50, mens et bygg med dårlig lufttetthet vil få et høyt lekkasjetall. Etter dagens krav i TEK17 skal ikke lekkasjetallet overskride 0,6 h-1 for boligbygg og 1,5 h-1 for yrkesbygg. Lekkasjetallet defineres som målt luftlekkasje i m³/h dividert på byggets innvendige volum og er en viktig verdi som benyttes ved energiberegninger. For å beregne et byggs lekkasjetall utføres lufttetthetsmålinger ved å trykksette bygget med over- og/eller undertrykk. Den vanligste metoden for å utføre en slik måling er å benytte en automatisert vifte (blower door), men i denne oppgaven er det sett på muligheten ved å utføre lufttetthetsmålinger ved å bruke byggets ventilasjonsaggregat. Dette er en metode som er lite utbredt og det er gjort få studier på området. Lufttetthetsmålingene ble utført på WANG Ung, som er en ny ungdomsskole for idrett i Oslo. Bygget er i sluttfasen og skal være klart til overlevering i slutten av juni 2018. Før målingene startet ble bygget klargjort ved å tette alle uønskede åpninger som sluk, toalett og aggregat. Referansetrykk og trykkdifferanse over fasaden ble målt i både 1. og 4. etasje ved hjelp av trykkmåler. Referansetrykket måles uten at aggregatet er i gang og ble målt både før og etter trykkmålingene. Ved måling av trykkdifferanse over fasaden ble ventilasjonsaggregatet kjørt ved turtall fra 100%-40%. Turtallet ble redusert ved 10% ved hver måling, som resulterte i totalt syv målinger i hver etasje. Resultatene fra målingene ble behandlet etter ISO 9972, som er den gjeldende standarden i Norge for lufttetthetsmålinger. Trykkdifferansene som ble oppnådd var en del lavere enn hva standarden angir som minstekrav, men ved ekstrapolering av beregnet kraftlikning opp til 50 Pa ble det likevel oppnådd et pålitelig resultat for nødvendig luftmengde og lekkasjetall. Det er beregnet nødvendig luftmengde og lekkasjetall for luftmengde gjennom roterende varmegjenvinner og luftmengde gjennom dyse. I tillegg til kvantifisering av luftmengder er det utarbeidet en anvisning som fungerer som metode for lufttetthetsmålinger ved ventilasjonsaggregat og som et supplement til ISO 9972. Ut fra resultatene kan en konkludere med at bruk av ventilasjonsaggregatet som trykkmetode er en praktisk metode med pålitelige resultat, men metoden krever erfaring og forståelse da det ikke alltid vil være mulig å oppnå kravene angitt i standarden.
Supervisor(s): Dimitrios KRANITOIS & Peter G. SCHILD (OsloMet).
Acknowledgements: OsloMet (Øystein Andersen, Erik Hempel); AF Gruppen (Tom Farstad, Tore Brekken Riise, Roger Mariåsen); Bjerke Ventilasjon.
Full text permalink: https://hdl.handle.net/10642/8654

Summary: Regulations on technical requirements for construction works, TEK17, have a minimum requirement for leakage figures in buildings at 50 Pa pressure differential [1]. In the case of airtightness measurements in new buildings it appears that many buildings don`t meet the requirements for leakage figures. It is therefore important that air tightening comes into focus [1]. Evaluation of airtightness in buildings can be performed using different measuring equipment. Today, most measurements are performed with automated measuring equipment, such as a Blower Door. This method is limited by the fan’s maximum airflow, which means that large buildings have to use multiple fans or be divided into smaller zones [2]. Limitations related to building volume and airflow can be avoided by using the building’s air handling system when measuring airtightness. There are several requirements for the air handling system. It has to be calibrated, the airflow in the air handling unit (AHU) must be able to be measured and the supply and exhaust fans must be regulated separately. In addition, in order to calculate the leakage figures of a building, pressure difference across the building envelope must be measured at the same time as the measurements in the AHU [3]. The purpose of the task was to prepare a leakage measurement instruction using modern air handling units. The instruction must contain preparation, equipment, methods, results and deviations. The aim of the instructions is to be able to convince that air leakage measurement by means of air handling unit results in exactly accurate measurements such as using a Blower Door. To prove the method, potential has been tested in the laboratory at OsloMet and in a school building at Hasle in Oslo. The method was based on the method described in NS-EN ISO 9972: 2015. In the air handling unit, pressure difference was observed over the rotary heat exchanger and the nozzle. These measurements were used to calculate the amount of air flowing through the components. The results of the measurements at Wang Ung had a greater deviation than expected, while the measurements in the laboratory showed compliance with expected results. Thus, it could be confirmed that the method could be performed according to NS-EN ISO 9972: 2015.
Norsk sammendrag: Byggteknisk forskrift, TEK17, stiller minimumskrav til lekkasjetall for bygninger [1]. Ved luftlekkasjemåling i nyere boliger viser det seg at flere bygg ikke tilfredsstiller kravene til tetthet. Det er derfor viktig at lufttetting kommer i fokus [2]. Vurdering av lufttetthet i bygninger kan utføres ved bruk av forskjellig måleutstyr. I dag utføres de fleste målingene med automatisert måleutstyr, som for eksempel en Blower Door. Denne metoden begrenses av viftens maksimale luftmengde, som fører til at bygninger med stort volum må benytte flere vifter, eller deles inn i mindre soner [3]. Begrensninger tilknyttet volum og luftmengder kan unngås ved å bruke byggets ventilasjonsanlegg ved måling av luftlekkasjer. Det stilles da flere krav til anlegget, da det må være kalibrert, luftmengden i anlegget må kunne måles og inntaks- og avkastvifter må kunne reguleres separat. For å kunne beregne lekkasjetallet til en bygning må det i tillegg måles trykkdifferanse over klimaskjerm samtidig med målingene i ventilasjonsaggregatet [4]. Hensikten med oppgaven var å utarbeide en anvisning for lekkasjemåling ved hjelp av moderne ventilasjonsaggregater. Anvisningen skulle inneholde forberedelser, utstyr, metoder, resultat og avvik. Målet med anvisninger er å kunne overbevise om at luftlekkasjemåling ved hjelp av ventilasjonsaggregat resulterer i like nøyaktige målinger som ved bruk av Blower Door. For å bevise at metoden har potensial ble den testet i laboratorium ved OsloMet og i felt. Feltlaben som ble benyttet var en ungdomsskole for idrett, Wang Ung, på Hasle i Oslo. Det ble tatt utgangspunkt i metoden beskrevet i NS-EN ISO 9972:2015. I aggregatet ble det målt trykkfall over roterende varmegjenvinner og vifteinnløp. Disse målingene ble videre benyttet for utregning av luftmengden som strømmet gjennom aggregatkomponentene. Resultatet av målingene på Wang Ung hadde større avvik enn forventet, mens målingene i laboratorium viste samsvar med de forventede resultatene. Dermed kunne det bekreftes at metoden kunne utføres i henhold til NS-EN ISO 9972:2015.
Supervisor(s): Peter G. SCHILD & Dimitrios KRANITOIS (OsloMet).
Acknowledgements: AF Gruppen (Tom Farstad, Tore Brekken Riise, Roger Mariåsen); Bjerke Ventilasjon; OsloMet (Øystein Andersen, Erik Hempel).

Summary: The current use of CO₂-DCV is based on the assumption that the human rate of CO₂– generation is proportional to the bioeffluent generation rate. This relation is assumed to be valid for all user groups, despite the fact that research validating this for other groups than adults is missing. Recommendations for CO₂-DCV setpoints are not differentiated based on user groups. Children produce less CO₂ than adults. As a consequence, children receive a reduced ventilation rate per person compared to adults when CO₂– DCV is used in schools. Children are considered to be more vulnerable to air pollutants and research has shown their school related performance to be reduced by up to 30 % when indoor air quality is reduced. This thesis has investigated whether the relationship between children’s bioeffluents generation rate and their rate of CO₂-generation is proportional. It also further discusses the need to differentiate setpoints in CO₂-DCV based on different user groups. Two second-grade classes (7-8 years old) and one eighth-grade class (13-14 years old) were visited at equal CO₂-levels during two rounds of visitation by an untrained test panel (N=16). The test panel scored perceived air quality (PAQ) and odour intensity (OI) in the classrooms while the pupils were present. The results showed that PAQ was generally significantly worse in the second-grade classrooms compared to the eight-grade classroom. For perceived odour intensity no significant results were found, but the average difference in scores showed a clear tendency for second-grade to be scored with higher OI than eighth-grade. The results indicate that children’s bioeffluent generation rate is not proportional to their rate of CO₂-generation. The results of this thesis indicate a need for differentiation of setpoints for CO₂-DCV based on user groups, especially for children. Based on calculations of rates of CO₂– generation in children by method developed by Persily and de Jonge, a new recommendation for CO₂-setpoints has been made. The new recommendations are based on existing recommendations in NS 15251 and further adapted for two groups of children in primary school age (6-10 years old and 11-15 years old).
Norsk sammendrag: Dagens bruk av CO₂-DCV som ventilasjonsstrategi baserer seg på en antagelse om at menneskers CO₂-produksjon er proporsjonal med deres emisjon av bioeffluenter. Det antas at dette forholdet er proporsjonalt for alle brukergrupper til tross for at det fins lite forskning som bekrefter dette for andre enn voksne mennesker. Det differensieres derfor ikke etter brukergrupper i anbefalinger og krav til settpunkt for CO₂-DCV. Barn produserer mindre CO₂ enn voksne. Som en konsekvens av dette får barn redusert ventilasjonsluft per person sammenliknet med voksne ved bruk av CO₂-DCV i skoler. Barn regnes som mer sårbare for forurensinger i luft og det er også vist at barn presterer opptil 30 % dårligere i skolesammenheng ved redusert luftkvalitet. Denne oppgaven har undersøkt om forholdet mellom barns emisjon av bioeffluenter og deres CO₂-produksjon er proporsjonalt, og videre om det er behov for differensiering av settpunkt for CO₂-DCV basert på ulike brukergrupper. Et utrent testpanel (N=16) besøkte to andreklasser (7-8 år) og en åttendeklasse (13-14 år) for å vurdere oppfattet luftkvalitet og luktintensitet. Klasserommene ble besøkt ved like CO₂-nivåer i to omganger, med elever tilstede. Resultatene viste at det generelt var signifikant dårligere oppfattet luftkvalitet i andreklasse sammenliknet med åttendeklasse. For oppfattet luktintensitet ble det ikke funnet signifikante resultater, men gjennomsnittsdifferansen i vurdering mellom parene som ble testet viste en tydelig tendens til at andreklasse ble vurdert med sterkere lukt enn åttendeklasse. Resultatene indikerer at barns emisjon av bioeffluenter ikke er proporsjonal med deres CO₂-produksjon. Oppgavens resultater indikerer et behov for differensiering av settpunkt for CO₂-DCV basert på brukergrupper, da særlig for barn. Basert på oppgavens beregninger av CO₂– produksjon hos barn etter metode av Persily og de Jonge, er det laget en anbefaling for CO₂-settpunkt med utgangspunkt i krav i NS 15251 tilpasset to aldersgrupper med barn i grunnskolealder (6-10 år og 11-15 år).
Research project: : BEST VENT (BEST demand-controlled VENTilation strategies to maximize air quality in occupied spaces and minimize energy use in empty spaces).
Supervisor(s): Mads MYSEN (OsloMet, SINTEF Byggforsk).
Acknowledgements: SINTEF Byggforsk; OsloMet (Aileen Yang, Hugo Lewi Hammer); Fernanda Nissen skole; KlimaControl AS (Stig H. Tveitane).
Full text permalink: https://hdl.handle.net/10642/8669

Summary: The state of Norway wants to reduce the emissions of greenhouse gases from buildings simultaneously as the requirements for energy efficiency in buildings are getting higher and more ambitious. What are the consequences for greenhouse gas emissions during a buildings life cycle if one erects this same building after different levels of ambitions for energy efficiency? This question establishes the main purpose for this master thesis where there has been developed two research questions, one primary and one secondary. The primary research question aims to evaluate if the greenhouse gas emissions will increase of decrease by erecting a single house dwelling after different levels of ambition for energy efficiency. The secondary research question was compiled during the work of this master thesis where the aim for the secondary research question was to evaluate the impact of greenhouse gas emissions for a single house dwelling during its life cycle by documenting the energy demand after the energy frame – and energy measure method in compliance with the Norwegian building regulation TEK17. To try and seek the answers to these questions the LCA methodology was applied for this master thesis. It was chosen to consider the consequence of greenhouse gas emissions for three different levels of ambition for energy efficiency, where these were TEK17, Passivhouse and Plushouse. Six different cases where developed in the TEK17 level, nine cases in Passivhouse level and five cases in the Plushouse level. The different cases where developed by mainly considering different construction materials and energy supply systems. To be able to compare these different cases there was in accordance with NS-EN 15978 defined a functional unit that made the different cases functionally equivalent and therefore made it possible to compare these cases throughout the thesis. The functional unit is based on requirements for thermal comfort and energy demand. The functional unit has for this thesis been verified by documenting the energy use and demand using the simulation tool SIMIEN while the requirements for thermal comfort where documented with WUFI ® Plus. Suggestions regarding the sizing of building components, energy supply systems and energy production systems are presented in each considered case. After each suggestion a model has been made in Autodesk Revit. These models are then further used in compliance with the LCA tool One Click LCA © where the building mass for each model has been quantified in accordance with the Autodesk Revit model. In One Click LCA © the quantified building masses where assigned a specific EPD. This process generated the results for greenhouse gas emissions during the buildings life cycle for all considered cases. After interpretation of the results it was concluded that the greenhouse gas emissions throughout the buildings life cycle will decrease with increased level of ambition for energy efficiency if one considers this after the same case throughout all the different levels of energy efficiency simultaneously that the assumed level of energy efficiency for the cases with energy production are the same as the previous level. The impact of greenhouse gas emissions by documenting the energy demand of a single house dwelling after the energy frame – or energy measure method in accordance with TEK17 is considered to have no relative contribution to the environment.
Norsk sammendrag: Staten Norge vil redusere utslipp av klimagasser ifra bygg samtidig som at krav til energieffektiviseringsnivå i bygg blir høyere og mer ambisiøse. Hva er da konsekvensene for klimagassutslipp gjennom byggets livsløp ved å utføre det samme bygget etter ulike ambisjonsnivåer for energieffektivisering? Dette spørsmålet danner hovedhensikten for denne masteroppgaven der det har blitt utarbeidet to del problemstillinger, en primær og en sekundær. Den primærproblemstillingen tar sikte på å evaluere om klimagassutslipp vil øke eller minke ved å utføre ett småhus etter ulike ambisjonsnivåer for energieffektivisering. Den sekundære problemstilling ble utarbeidet etter at arbeidet med denne oppgaven hadde påbegynt der denne skal ta sikte på å evaluere hvor stor betydningen vil klimagassutslippet for ett småhus gjennom dens livsløp være ved å dokumentere energibehovet etter energiramme – og energitiltaksmetoden iht. TEK17. For å finne svar på dette så har LCA metodikk blitt anvendt til denne oppgaven. Det er valgt å vurdere konsekvenser av klimagassutslipp for tre ambisjonsnivåer av energieffektivisering, der disse er TEK17, Passivhus og Plusshus. Det er utarbeidet 6 ulike tilfeller i TEK17 nivået, 9 tilfeller i Passivhusnivået og 5 tilfeller i Plusshusnivået. Disse ulike tilfellene er utarbeidet i hovedsak med hensyn på konstruksjonsmateriale og energiforsyning. For å kunne sammenligne disse tilfellene så har det iht. NS-EN 15978 blitt definert en funksjonell enhet som gjør at disse ulike tilfellene blir funksjonelt ekvivalente og kan videre sammenlignes. Den funksjonelle enheten er basert på krav til termisk komfort og energibehov. Den funksjonelle enheten har blitt verifisert ved å dokumentere energibruk og behov etter simuleringsverktøyet SIMIEN mens krav til termisk komfort er dokumentert i WUFI ® Plus. Det er presentert forslag til dimensjonering av bygningskomponenter, energiforsyning og energiproduksjon for hvert vurdert tilfelle. Ut ifra hvert forslag så har det blitt utarbeidet en Autodesk Revit modell. Disse modellene har videre blitt brukt i samsvar med LCA verktøyet One Click LCA © som har kvantifisert bygningsmasse ifra Autodesk Revit modell. I One Click LCA © så har all kvantifisert bygningsmasse fått tildelt en EDP. Dette har generert i resultater for klimagassutslipp gjennom byggets livsløp for samtlige tilfeller. Ved endt tolkning av resultatene så konkluderes det med at klimagassutslipp gjennom byggets livsløp vil minke ved økende ambisjonsnivå for energieffektivisering hvis man vurderer dette etter samme tilfelle gjennom alle ambisjonsnivåer samtidig som at forutsatt energieffektiviseringsnivå for tilfeller som produserer energi er tilsvarende det foregående ambisjonsnivået og at betydningen for klimagassutslipp ved å dokumentere energibruken for ett småhus etter energitiltaks – eller energirammemetoden iht. TEK17 ansees ut ifra resultatene i dette studiet å ha liten betydning relativt sett for omgivelsene.
Supervisor(s): Dimitrios KRANITOIS (OsloMet).
Acknowledgements: Grønn Byggallianse (Katharina Bramslev); OsloMet (Ann Karina Lassen).
Full text permalink: https://hdl.handle.net/10642/8663