-r::~el ' A vdel ing for ingeniørutdanning. Faglig veileder: Hans Petter Hoel Morten Opsahl. Fagnr: FO20lA

Transkript

1 / A vdel ing for ingeniørutdanning Fag: Fysikk og materialer/byggemetoder i hus Gruppe(r): Fagnr: FO20lA Dato BA, BB Eksamensoppgaven består av Tillatte hjelpemidler Antall sider: 3 Antall oppgaver: 6 Faglig veileder: Hans Petter Hoel Morten Opsahl Eksamenstid, fra til: Antall vedlegg: 3 Skrivesaker og enkel ikke programerbar kalkulator r::~el ' Kandidaten må selv kontrollere at oppgavesettet er fullstendig. nnføring skal være med blå eller sort penn.

2 OPPGAVE l (30%) a b c d e f g h Forklar hvordan Pstoff virker vannreduserende på fersk betong! hvilken sammenheng kan bruk av SRsement i betong være hensiktsmessig? nødvendig? Hva er SRsementensvakheter? Forklar hvordan pozzolaner påvirker egenskapene til herdet betong! Hvilke vurderinger i forhold til de ulike deler fersk betong er sammensatt av, må du gjøre for en betong som skal støpes ut vinterstid? Beskriv nedbrytningsmekanismen karbonatisering og beskriv hvilke skadelige effekter mekanismen har på herdet betong! Ved riving av forskalingen til en vegg registrerer du mange og store porer i veggens overflate. Forklar ulike årsaker til dette! Hvordan vil du sette sammen en betong som skal tilfredsstille høye fasthets og bestandighetskrav? Forklar hvorfor vanlig konstruksjonsstål ikke er herdbart! På hvilken måte kan ulik seighet i stål oppnås? Ved styrkesortering av trelast settes det grenser for hvor stor fiberhelning som aksepteres. Forklar grunnen til dette! k en plank ble det målt et fuktinnhold på 28% før den ble tatt inn og lagret. Dersom planken lagres i lang tid ved 20 C og RF 400/0, hvilken tverrsnittsendring må du forvente i tangentiel retning i trevirket? et rom er det 20 C og RF 60%. Hvor lavt kan temperaturen i den samme luften synke uten at vi rar kondens? m n Hvilke to mineralulltyper er mest benyttet og hva er ulikhetene dem i mellom? Forklar hvorfor/hvorfor ikke ekspandert polystyren (BPS) egner seg til bruk under bygningsfundamenter!

3 OPPGAVE 2 (30%) Fig. under viser snitt gjennom en yttervegg som innenfra og ut er bygget opp i denne rekkefølgen: 15 mm puss, 200 mm lettklinkerblokker (eks. Leca) med densitet 770 kg/m3, 15 mm puss, bindingsverk av 48 x 173 mm stendere fylt med mineralull i kvalitet 36, vindtett papp, ventilert uti ektet hulrom og utvendig kledning. 1,8 øm ser*! c/c 0.6 m a b Beregn vegge~uverdi! Hva blir den relative fuktigheten på de ulike materialsjiktgrensene i konstruksjonen når vi forutsetter 22 C og RF 60% inne og 20 C og RF 40% ute? For vindtettesjiktet benyttes Zp = 5109 m2spalkg OPPGAVE 3 (15%) Hafslund smelteverk selger overskuddsenergi bundet i overopphetet vanndamp til Glomma papp. Avstanden mellom bedriftene er 600 m. Vanndampen overføres i et kopperrør med indre diameter 30 mm som er isolert med 2 lag isolasjon, 100 mm steinull innerst pluss 100 mm skumplast (sopor) ytterst. Midtveis (etter 300 m) er damptemperaturen 110 grader C. Temperaturen i grunnen er 5 grader C langs hele traseen. a b Vis ved beregning at varmetapet ved overføringen fra Hafslund til Glomma papp er ca W. Anta middeltall for isolasjonens varmeledningsevne fra tabell 31. Beregn temperaturen mellom isolasjonslagene på samme sted som i a). Benytt varmeledningsevne fra tabell 31.

4 c Røret skjøtes for hver 50 meter med en skjøt som kan ta opp temperaturbevegelsene i røret. Beregn maksimal forlengelse/sammentrekning hver skjøt på grunn av temperaturendringen i kopperrøret. OPPGAVE 4 (8%) På. et hyttetak er det bygget et enkelt anlegg for å. utnytte solvannen (Solfanger) for vannoppvarrning. Solfangeren består aven nedfelt isolert "kasse", 150 millimeter dyp med klart glass over. "kassen" er det montert en slynge av sort tynnvegget plastledning med diameter 12 millimeter. Vanneoverføringstallet for slangen er 3 W 1m2 K. På en klar maidag er temperaturen i rommet under glasset 90 grader C. nngående vanntemperatur i slangen er 8 grader C. Når vannet forlater solfangeren er vanntemperaturen 80 grader C. Vannet renner med konstant hastighet 2 meter pr. minutt. Betrakt solfangeren som en varmeveksler og beregn hvor lang slangen må være. Anta konstant varmekapasitet for vannet. OPPGAVE 5 (5%) For å varme opp en enebolig er det installert en varmepumpe som henter varme fra sjøvann. Temperaturen i sjøen i fyringssesongen er 5 grader C. For å opprettholde 20 grader C ime i boligen er det nødvendig med 6 kw. Beregn arbeidet som må til når det er nødvendig med dobbelt så stort arbeid som for en Carnotmaskin. OPPGAVE 6 (12%) Et system med en ideell gass, N=5,O gjennomgår en endring fra tilstand l hvor trykket er 400 kpa og volumet er l liter til en tilstand 2 med volum 2 liter og samme trykk. Deretter avkjøles gassen ved konstant volum til tilstand 3 med trykk 200 kpa. Gassen blir så komprimert adiabatisk til tilstand l. a) Tegn opp prosessen i et pvdiagram og beregn arbeidet og varmen i prosessen 1231 b) Beregn endringen i indre energi i prosessen 123 c) Beskriv kort prinsippene for tennodynamikkens 2. hoved setning. Nevn et eksempel d) Prosessen 1231 i denne oppgaven er syklisk, hva er entropiendringen for prosessen. Diverse formler og tabeller for oppgave l, 2, 3 og 4 finnes i vedlegg 3

5 ~ Ved~~ Enkelte produkter kan ha andre verdier. men ma da dokumente res fra leverandør A W/(mK) Materiale Mineralull klasse 33 klasse36 klasse39 Mineralull,drensplater klasse39 Mineralull,horisontaltj grunnen,drenert klasse60 Løsull Apen av mineralull eller celluloseisolasjon Ekstruderttpo~ på omvendte klasse 30 (Uttorkingsgr. klasse 33 (Uttorkingsgr. klasse 36 (Uttørkingsgr. klasse 39 (Uttorkingsgr. klasse 42 (Uttorkingsgr. klasse 45 (Uttorkingsgr. 0,033 0,036 0,039 tak 0,060!'L8ttklinker. elementer ogbiokker (tørt) densitet ca. 900 kg/m3 densitet ca. 770 kg/m' Lettklinker. lost granulat golv på grunnen. drenert i grunnen utvendig eller uoppvarmet bygning drenert Lettklinkerbetong. densitet ca kg/m' flate 0,039 0,042 0, ,039 0,042 0,045 ). l), l, ll) l, ll, V) ll. V) V) på klasse 39 klasse 42 klasse 45 Losull av mineralull eller celluloseisolasjon i lukket hulrom klasse 42 klasse 45 l W/(mK) Materiale , Porebetong.elementerog blokker innvendig,tørt utvendig ,14 over terreng. besky1tet ~ Gran og turu Polyuretanskum (PUR) klasse 22 klasse 24 0, Bøk og 0,14 0,045 0,08 1,7 eik Kork Treullsementplater Ekspandertpolystyren(EPS) klasse 33 klasse36 klasse39 Ekspande/1polystyren,drensplate klasse 39 klasse42 Ekspandertpolystyren,frostsikringi grunnen drenert klasse50 0, O,U kalkrnortel Rustfritt stal Aluminium Stopejern Kobber Horisontalt NedOYef 0, VamleStrømsretning ~r Mortel sementmortel Stål Varmecwergangsmotstander (m> Km) Overflate Betong ,17 0,04 Vann s Sno luft (stillestående) Jordarter leire og silt. densitet ca kg/m' vanninnhold ca vektprosent sand og grus. densitet ca kg/m'. vanninnhold ca vektprosent fast fjell. densitet ca kg/m' Varmemotstand for materialsjikt henhold lil NS 3031 Verdien inkluderer ikke overgangsmotstander hvor A ~ areal (ml) for en og samme felt total varmemotstand (ml K/W) fra ute til inne for en og samme felt ~ Re + 1:Rx + R (ml K/W) hvor ~ vanneovergangsmotstand(ml K/W) på urvendig side Rx resulterende vannemotstand (ml K/W) for et Ri vanneovergangsmotstand (ml K/W) på inn materialsjikt som går gjennom flere felter vendig side ~..1t.!:. (ml K/W)!(i) + AU 1. + AU ~ ~ (W/ml K)

6 Tabell Sammenheng m~om metn.!.ngstrykk. maksimalt fuktinnhold og temperatur P...;;kl c (Pinno: p riikl,r hvor p = dampuykket (Pa> rsjikl = dampgjennomgangsmotstanden i sjiktet 1:r = total dampgjennomgangsm()(stand for vegg konstruksjonen 10 S Trellillqlel ~ Flg FuktbeYegelser gran og furu regnes a være tllnærm hold til fuktlnnholdet trevirket 1eæ't' Tabell Vanndamppermeabilitet i en del materialer Variasjonsomridet for hven materiale skyldes at damppermeabiliteten som regel øker med økende relativ kjftfuktighet Anmerkning vanndamp Materiale permeabilitet, 6, 10"'2 k~f!'5pa~ Stillestænde luft (ved 20 c) Mineralull Mineralull Ekspandert polystyren Betong Betong Lenklinkerbetong Pussmertel Tegl Tre (furu. gran) GipS Kryssfiner Sponplate Treflberplate. porøs Trefiberplate. hard 15 kg/ml 200 kg,mj 20 kg/mj C30 C 45 Sementbasert Vinkelrette fibre 950 kg/m) kg/m) 280 kgmj kg/m! ca.1æ """i" L_ Tekstil go/vb@legg. lateks bakside lamellparkett. eik shtelag 'linoleum golvbelegg Vinyl golvbelegg Ekspandert poyetylen. Dampsperre, Vlnmperre! Polyetylenfolie : Polyetytenfot.e : P~rtapet 20 :J) m i Vinyltapet RelatV '~q.. " RF Akryllateksmaling 0,05 Alkydmaling, matt To strøk Flg TreYlrkets likevektsfuktighet Y@d forskjellig luftfuktighet og temperatur ' Alkydmalingllakk. blank lp 109 (mlspa~g 0,7. 1,4 14mm li SO90%Rf mm Anbefah Anbefah 0,2 mm 0,15 mm 104 >50 < , To strøk l

7 VEDLEGG.3 TL EKSAMEN TERMOFYSKK FORMLER OG TABELLER ~ konstant T Verdien er k l, J/K T,vr1 T,V! p.vt P2Vl pvnrt N NA 2xlL,.., c> TT2 n n (bl (ri a' a) J. (~2 Ta> åt2 åt. n (åt2/ åt.) sokor sobar Adiabat nc., (T2TJ nc" (T2TJ L "Cp (T2T.> rart. tn (V~/V1) o nrt.ln (V~/V1) nc..{tjrj ~ (lur ()(4k V~ y ~ Q' ktt/æ.. /,.",.. V(.'}.(,t tt. L; q " J<'~ ( Enatomig He A 20,78 20,78 12,47 12,47 8,31 8, Tabell 31 Varmeledningsevnen til noen St)ffer ved romtemperatur