I Antall oppgaver: I 7

Transkript

1 G høgskolen i oslo Emne: Emnekode: Fysikk og Materialer i Hus Eo,2,0 A Il Gruppe(r): I BB og BA Dato: Onsdag 28 mai 2003 faglig veileder: Morten Opsahl Harald S. Harun,p:. jr. Eksamenstid: Eksamensoppgaven består av: Antall sider (inkl. forsiden): -4 I Antall oppgaver: I 7 Antall veolegg: 2 Tillatte hjelpemidler: I ~nkel ikke-programmerbar kalkulator A!k~~_d formler (vedlegg) Kandidaten må selv kontrollere at oppgavesettet er fullstendig. Ved eventuelle uklarheter i oppgaveteksten skal du redegjøre for de forutsetninger du legger til grunn for løsningen. Lykke til! Avdeling for ingeniørutdanning. Cort Adelersgaæ Oslo. tlf: faks: iu@hio.no

2 Oppgave 1 (10%) A. Beskriv Daltons lov om totaltrykket i en gassblanding. B. I denne delen av oppgaven skal du anvende Daltons lov. To gassbeholdere A og B er forbundet med et rør. Røret har en stoppventil som til å begynne med er stengt. Beholder A inneholder oksygengass med trykket Pl = 5,0 X 105 Pa og volumet VI = 2 m3. Beholder B inneholder nitrogengass med trykket Pl = 2,3 X 105 Pa og volumet VI = 3,2 m3. Temperaturen T l = T 2. Når ventilen blir åpnet rar man likevekt med samme trykk i begge beholdere. Anta at temperaturen forblir tilnærmet konstant på sin opprinnelige verdi i begge beholdere. Hva er deletrykket til hver av gassene og totaltrykket til gassblandingen i likevekt stil standen? Oppgave 2 (10%) A. Beskriv de tre vanlige typer med ventilasjonsanlegg og nevn kort fordeler og ulemper. Nevn også hybrid ventilasjon og argumenter hvorfor dette fjerde alternativet bør anvendes. Oppgave 3 (10%) Beskriv de følgende fuktskadeproblemer og hvordan de kan unngås eller i det minste reduseres: a. Frostsprengning b. Betongskader c. Råtesopp d. Innsektsskader Oppgave 4 (10%) Et 2 m langt vertikalt glassrør er halvfullt med væske med temperatur 10 C. Hvor mye vil høyden av væskesøylen øke når røret blir varmet opp til 40 C? Bruk lengdeutvidelseskoeffisientene a.giass = l x 10.5 C.1 og a.væske = 4 x 10.5 C-1. 2

3 Oppgave 5 (20%) Gitt en betong med følgende sammensetning pr m3 Standard Anlegg Silika støv Sand Stein Vann P-stoff a 391 kg 19k kg 602 kg kg Hvilken miljøklasse vil du anta at er kravet for den betongkonstruksjonen som denne betongen skal benyttes til? Begrunn svaret! b c d e f Dersom du ved utstøping med denne betongen opplever å få rnørtelseparasjon, hvilke korrigeringer av sammensetningen ville du gjort? (I prinsipp, ikke nye mengder). Egner en betong med denne sammensetningen seg til bruk i konstruksjoner i sjøvann? Begrunn svaret! Du opplever ved utstøping med denne betongen å få plastisk svinn. Hvilke tiltak ville du iverksatt under ut støpingen for å redusere det plastiske svinnet mest mulig og hvilke korrigeringer av sammensetningen ville du gjort? (I prinsipp, ikke nye mengder.) Egner en betong med denne sammensetningen seg til bruk ved utstøping i kaldt vintervær? Begrunn svaret! Dersom ut støpingen er optimal med denne betongen og armeringsoverdekningen som forutsatt, vil karbonatisering bli et problem innenfor forutsatt levetid for denne betongen? Begrunn svaret!' Oppgave 6 (15%) a b Bæring av takkonstruksjonen for et trehus kan bl a utføres ved bruk av takstoler, taksperrer el som et åstak. Beskriv både med tekst og fig de ulike metodene! Beskriv fordeler og ulemper ved de ulike metodene! Et undertak kan utføres som et tradisjonelt og som et forenklet undertak. Beskriv begge utførelser og angi de ulikes fordeler og ulemper! c Ta for deg to ulike vindsperreprodukt, beskriv dem og angi deres fordeler og ulemper! 3

4 d Ta for deg de to mest benyttede plastisolasjonsmaterialene, beskriv dem og angi deres fordeler og ulemper! e f Raftet er en betegnelse på overgangen mellom tak og vegg. Tegn en fig i passende målestokk av denne overgangen der du viser løsningen i en situasjon der produktet raftepapp benyttes! Tegn en fig i passende målestokk gjennom sidekannen i vindu innsatt i en bindingsverksvegg! På fig skal du vise alle tettinger/tilslutninger innvendig og utvendig og forutsette at det benyttes tørnmennannspanel som utvendig kledning. Oppgave 7 (25%) Fig under viser snitt gjennom en yttervegg med oppbygging innenfra og ut som følger: 13 mm gipsplate, 0,15 mm diffijsjonssperre, 98 mm bindingsverk fylt med mineralull i kvalitet 36,200 mm armert betong, 60 mm ekspandert polystyren i kvalitet 33 og 15 mm sementpuss. a b Beregn denne veggens U-verdi og beregn temperaturvariasjonen gjennom vegger når du forutsetter +20 C inne og -20 C ute! Forklar i teksts form, uten noen direkte beregninger, hvordan du kan beregne den relative fuktigheten på de ulike sjiktsgrensene gjennom veggen! Puss u~ Irykicfasl isd. Belcrg. Q,.'~le ~ isd. klasse ~ hwølijk1~ V8'I~dl 48 11m sl~ Ut ttrisøltåril 4

5 1 Sammenhenger mellom temperaturskalaer Kelvin (T) og celsius (/c): T = Ic + 273,15 K Celsius (/c) og IF = - Ic + fahrenheit (/F): 5 Kelvin (T) og fahrenheit (/F): 5 T = '9 IF Lengde- og volumutvidelse ål = alo..1.t.1. V = 'YVo..1.T 'Y = 3a a er lineær lengdeutvidingskoeffisienten 'Y er volumutvidingskoeffisienten P er trykk, Ver volum, T er absolutt temperatur, n er antall mol, N er antall partikler. ni er gassens masse. pv: nrt (R = mo. J I K. molar gasskonstant) N ~ n. N A (N A ~ 6,02. I&J mol A vogadros tall)

6 l Polyuretanskum (PUR) varmekonouklil/llel lur '11"""""'"' Enkelte produkter kan ha andre verdier. men må da dokumenteres Ira leverandør ~~~~~;:::~;:) ~~~:.- Materiale ). Materiale W/(mK) W/(mK) Ekstrudert polystyren på omvendte tak Mineralull klasse 30 (Uttørkingsgr. I) 0,030 klasse 33 0,033 klasse 33 (Uttørkingsgr. I, Il) 0,033 klasse 36 0,036 klasse 36 (Uttørkingsgr. I. Il, Ill) ,039 (Uttørkingsgr. Il. Ill. IV) Mineralull. drensplater klasse 42 (Uttorkingsgr. Ill. IV) 0,042 0,039 klasse 45 (Uttørkingsgr. IV) 0,045 Mineralull. horisontalt i grunnen. drenert klasse 60 0,060 Løsull av mineralull eller celluloseisolasjon på åpen flate klasse 42 klasse 45 Losull av mineralull eller ~elluloseisolasjon i lukket hulrom klasse 42 klasse 45 klasse 22 klasse 24 Ekspandert polystyren (EPS) klasse 33 klasse 36 Ekspandert polystyren. drensplate klasse 42 Ekspandert polystyren. trostsikring i grunnen drenert 0,29 0, , i grunnen utvendig eller uoppvarmet bygning drenert 0, , ,039 0,042 Varmeovergangsmotstander (ml KM') Overflate Varmestrømsretncng Oppover Horisontalt Nedover InnYe~~ ~~~- Lettklinker, elementer 09 blokker (tørt) - densitet ca. 900 kg/m3 - densitet ca. 770 kgfm3 I Lettklinker. lost granulat - golv på grunnen, drenert Lettklinkerbetong, densitet ca kg/m3 Porebetong, elementer og blokker innvendig. tørt - utvendig over terreng. beskyttet Gran og furu Bøk og eik Kork T reullsementplater Betong Mørtel sernentmørtel - kalkmørtel Stål Rustfritt stål Støpejern Aluminium ,13 0,14 0J2 0,14 0,045 0,08 1,7 Kobber klasse 50 0,050 Vann 0.6 Is Snø Luft (stillestående) Jordarter leire og silt. densitet ca kg/m3, 0,10 0, vanninnhold ca vektprosent ,04 - sand og grus. densitet ca ,5 kg/m3, vann innhold ca vektprosent - fast fjell. densitet ca kg/m Varmemotstand for materialsjikt j henhold til NS 3031 Verdien inkluderer ikke overgangsmotstander hvor A - areal (ml) for en og sanune felt Rr - total varmemotstand (ml K/W) m ute til inne for en og sanune felt ~ - Re + 1:Rx + ~ (m2 K/W) hvor Re - varmeovergangsmotstand (m2 K/W) på utvendig side ~ - resulterende varmemotstand (m2 K/W) for et materialsjikt som går gjennom flere felter ~ - varmeovergangsmotstand (m2 K/W) på innvendig side ~ - }:A (m2 K/W) I(i) (W/rnZ K) A81jikl- (8-8 Rsjikl 1 2 RT rc)