This work consists of three scientific journal articles on the subject building integrated photovoltaics (BIPVs), and was initiated by a student project work which consisted of a major revision and extension of an article on BIPVs (appendix A). BIPVs are photovoltaic materials that replace conventional building materials in parts of the building envelopes, such as the roof covering or facades. BIPV systems may represent a powerful and versatile tool for achieving the ever increasing demand for zero energy and zero emission buildings of the near future. In this respect BIPVs offer an aesthetical, economical and technical solution to integrate solar cells harvesting solar radiation to produce electricity within the climate envelopes of buildings. Firstly, this work summarises the current state-of-the-art of BIPVs, including BIPV foil, tile, module and solar cell glazing products (article 1).Secondly, this work addresses possible future research opportunities and pathways for the BIPVs of tomorrow (article 2).Thirdly, this work illustrates challenges linked to the building envelope properties of a BIPV system, and attempts to develop and evaluate relevant methods for testing the building envelope properties of BIPV systems (article 3). Based on this, a sample roof area with two BIPV modules was built and inserted in a turnable box for rain and wind tightness testing of sloping building surfaces with the purpose of investigating the rain tightness of the BIPV system, and observing how it withstood wind-driven rain at large-scale conditions. The BIPV sample roof went through testing with run-off water and wind-driven rain with incremental pulsating positive differential pressure (overpressure) over the sample at different inclinations. The BIPV sample roof was during testing constantly visually monitored, and various leakage points were detected. In order to prevent such water penetration, the steel fittings surrounding the BIPV modules should ideally be better adapted to the BIPV modules and constricted to some extent. It is however important to maintain a sufficient ventilation rate simultaneously.

Denne oppgaven omhandler vurderinger av levedyktighet, herunder betraktninger av konsekvenser for miljø og økonomi over tid. Det er gjennomført beregninger av livssykluskostnader, LCC, i henhold til NS 3454. I tillegg er det gjort en livsløpsvurdering (LCA) ved hjelp av klimagassregnskap.no. Dette knyttes opp mot en tenkt oppgradering av en kontorblokk i Sandvika til plusshusnivå. Tre ulike konsepter for oppgradering av kontorblokken ble vurdert, herunder to plusshuskonsept og en standard oppgradering etter gjeldende byggteknisk forskrift. Alle konseptene innebærer utskifting av fasaden, økte isolasjonsmengder i yttervegg og nytt ventilasjonsanlegg. Utover dette varierer konseptenes omfang. Plusshuskonseptene involverer installasjon av varmepumpe og solcellepanel på tak. Ved beregningene benyttes en analyseperiode på 25 år, og oppgraderingen betraktes som en av flere mindre sykluser i løpet av bygningens totale livsløp. Beregningene resulterte i kun små forskjeller mellom konseptenes analyseperiodekostnad. Det totale klimagassutslippet fra plusshuskonseptene var langt mindre enn ved standard oppgradering. Generelt peker energi- og materialbruk seg ut som de mest bidragsytende prosessene. Gjennomførte sensitivitetsanalyser viser at konseptenes relative prestasjoner forblir uendret selv ved relativt store variasjon i de antatte inputparameterne. Resultatene ble knyttet opp i et bærekraftig perspektiv for å kunne vurdere levedyktigheten av de ulike konseptene. På bakgrunn av dette kan det konkluderes med at plusshus i dette tilfellet er et mer levedyktig alternativ enn standard oppgradering. Dette begrunnes med at de i større grad møter fremtidige krav, samtidig som de minimerer de miljømessige og økonomiske konsekvensene som følge av oppgraderingen.

A multi fuel biogas plant is under planning at Fiborgtangen, Norway. The plant will utilize biogas from several different sources, including fish silage, animal manures, sludge from the paper factory and straw. In order to make good decisions on how to design the plant, characterization of the substrates in regards to biogas potential and nutrient value was done, and laboratory scale models of a possible plant design was established. The characterization showed that a minimum of 42% of the DM should come from manure in order to meet the micro-nutrient demand, it also showed that some nitrogen rich substrates in addition to the manure needed to be present to avoid nitrogen limitation to balance out the high carbon substrates. A biochemical methane potential study was carried out for all substrates and showed promising results, with the exception of the fiber sludge from the paper factory that had a very poor methane potential. The mixed substrate fed to the reactor models gave a methane yield of 300 mL CH4/gVS in the biochemical methane potential study. A mix of all the substrates was fed to 4 semi continuous reactors with a HRT of 25 days and OLR of 3 gVS/L. The reactors performance was unstable, and operating with high propionic acid concentrations. The specific methane yield ranged from 170-230 mL CH4/gVS, but because the reactors did not reach steady state during the experimental period and the propionic acid concentrations were so high, it is not possible to conclude on what yield this design would give. It is recommended that the semi continuous experiments are continued until they reach steady state or collapse because of the high propionic acid concentrations. After this it would be recommended to start experiments with higher proportions of animal manure and to leave the fiber sludge out of the reactor feed as it is has very low methane and nutrient value.

Life cycle assessment (LCA) methodology aims at evaluating the environmental impacts of a product or system from a holistic approach. In this methodology, all life cycle phases of the product are identified and assessed, from the raw material acquisition to the end-of-life phase. This master thesis is dealing with the LCA of a Norwegian bridge. First, a literature review is realized by going through 14 bridge LCA references. Then, a detailed description of bridge LCA methodology is performed. Finally, an LCA study is applied on Tverlandsbrua, a Norwegian bridge project, in order to assess the overall global warming impact of the bridge life cycle.The conclusions of the literature review are very different according to the goals and scopes of the studies. Concrete and timber bridges are often more environmentally performing than steel or composite concrete-steel bridges. Material production is generally the life cycle phase leading to most impacts, followed by the maintenance & repair phase. Improvements in material design and use of recycled materials are important to bring down the overall emissions.The LCA methodology description has been through all elements specified in the ISO standards. The methodology has been adapted to the needs of the case study but the goal and scope definition has been kept wide enough to allow comparisons with future bridge assessments. Input data (energy, material flows, etc.) are as much as possible gathered from the client and subcontractors of the project, but sometimes assumed. Output data (greenhouse gases emissions) are either directly collected from environmental reports or calculated by an LCA software.The overall global warming impact of Tverlandsbrua is 6665 kgCO2-eq per functional unit (FU), all life cycle phases considered. The FU, i.e. the unit to which the emissions are referred, is defined as 1 square meter effective bridge deck area through a lifetime of 100 years. When the operation phase (mainly consisting of traffic-related emissions) is not considered, the emissions are brought down to 1358 kgCO2-eq per FU. Concrete, steel and asphalt life cycles are identified as the main component contributors. Uncertainty and sensitivity analyses, discussions and recommendations for further studies are performed in order to give clues for more environmentally performing solutions.

Det er stadig aukande interesse og fokus på energieffektivitet i byggesektoren, og passivhus er i dag på veg til å verte forskriftskrav i Noreg. Det er likevel stor ueinigheit i om passivhusa er godt nok utreda for konsekvensar i bruk til at dette kan skje i nærmaste framtid. Mykje av kritikken som vert retta mot passivhus er at det vert store problem med overvarme om sommaren.I denne rapporten er det presentert erfaringar frå passivhus i Noreg, Sverige og Danmark og gjennomført simuleringar. Målet er å finne ut om det er eit større problem med overvarme i passivhus enn i andre hus med lågare isolasjonsstandard.Erfaringane og simuleringane presentert i rapporten viser at isolasjonsevna ikkje har betydeleg innverknad på det termiske inneklimaet. Problem med overvarme vil difor oppstå i like stor grad i passivhus og bygg med lågare isolasjonsstandard. Simuleringane viser vidare at både passivhus og hus med lågare isolasjonsstandard vil har store problem med overvarme dersom det ikkje vert iverksatt tiltak for å hindre det. Tre strategiar for å redusere problemet er•Forhindre varmetilskot•Planlegge metode for å fjerne varmeoverskot•Sørgje for tilstrekkeleg varmelagringDersom desse strategiane vert gjennomført, vil den gode isolasjonsevna i passivhus stenge varmen ute og på denne måten sikre eit betre termisk inneklima på varme dagar enn hus med lågare isolasjonsstandard.

Oppgaven tar for seg opprissing av massive damkonstruksjoner i betong. Utgangspunktet for oppgaven er Skardfossdammen som Skanska skal bygge ved Rjukan i Tinn kommune i Telemark. Her skal Skanska rive den gamle dammen, og bygge en ny betongdam. Den nye dammen blir forholdsvis stor, og er estimert til omtrent 25 000 m3 betong.I massive betongkonstruksjoner med store betongvolum, vil termisk induserte spenninger utgjøre en stor del av spenningsbildet i konstruksjonen. Slike spenninger oppstår på grunn av høye temperaturer i den herdende betongen. Opprissing grunnet ytre fastholding er spesielt interessant. Oppgaven ser på noen tiltak som kan iverksettes for å hindre eller redusere slik opprissing. Målet med oppgaven er å gi svar på hvor mye tiltakene kan endre rissindeksen og betongens maksimaltemperatur. Disse tiltakene er:1.Redusere herdevarme ved å tilsette flyveaske i betong.2.Redusere herdevarme ved å endre sementinnhold og hulrom i tilslag.3.Redusere fersk betongtemperatur ved å benytte knust is under blanding av betong.4.Redusere fastholding ved å legge inn et sjikt mellom konstruksjonen og omkringliggende flater.I tillegg nevner oppgaven tre andre tiltak for å hindre opprissing grunnet termisk induserte spenninger.Effekten av de fire tiltakene er funnet ved å simulere tiltakene i spesielle regneprogrammer. Programmene som er benyttet er CrackTeSt COIN og iDIANA. I tillegg er CrackTeSt COIN sammenliknet med regneprogrammet 4C Temp&Stress. Kostnaden av tiltakene er også anslått der dette har vært mulig.De fire nevnte tiltakene gir en reduksjon i både rissindeks og maksimaltemperatur i konstruksjonen. Ikke alle tiltakene er like enkle å gjennomføre, og det må kanskje brukes en kombinasjon av flere tiltak for å oppnå ønsket resultat.

The purpose of this thesis is to derive a new model to calculate the compression capacity of timber loaded perpendicular to the grain in Ultimate Limit State (ULS). The different parameters included in the capacity formulas, are found by various compression test conducted at the Department of Structural Engineering (KT) during the spring of 2014. Some of the parameters have been determined directly from data collected from the compression machine, while others required the usage of optical measuring techniques. It was derived two different models for calculating the compression capacity perpendicular to the grain in this thesis. The first model is based on the strain field generated in the wood, and the second on the total energy required to reach a defined fracture criterion.The two models give some variation in the carrying capacity, compared to the values calculated with the current regulations in Eurocode 5 part 1-1. For smaller loading lengths the current regulations gives a capacity that is quite high, compared to the new models derived in this thesis. This is because the current model has rules that allows the applied load to be distributed over an effective area, which can lead to a carrying surface that is twice the size of the actual loading surface. When the loading length are getting larger, the new models will stabilize towards values of the capacity that is similar or larger to the ones found with the current regulations. It has also been derived a model for calculating in Serviceability Limit State (SLS), which provides the opportunity to determine the desired deformations in a connection based on own preferences.

Denne masteroppgaven er knyttet til delprosjekt 6, «Kvikkleire» i forskningsprosjektet Naturfare - Infrastruktur, Flom og Skred (NIFS). Dette delprosjektet har som hovedmål å danne et bedre grunnlag for lik praktisering av tolkninger av grunnundersøkelser, beregninger og utredninger i områder med kvikkleire. Det har vist seg at prøver tatt med henholdsvis 54 mm stempelprøvetaker og blokkprøvetaker ikke gir samme målte styrkeparametere ved testing, selv om materialet er det samme. Et av formålet med denne masteroppgaven har vært å se på betydningen av denne forskjellen når en naturlig skråning blir belastet eller endret på. Laboratoriemålt styrkeparametere brukes i stabilitetsberegning og det er derfor viktig å evaluere styrkeparameterne, målt på blokkprøve, med tanke på risiko for sprøbrudd eller svekkelse av materialet på grunn av tidseffekter. Når en naturlig skråning blir belastet eller fysisk endret på vil det være mulig å se på effekten av udrenert skjærkryp. Et annet formål med masteroppgaven har vært å finne gode prosedyrer for alle leddene i prosessen fra prøvetaking fram til og med utført skjærkrypforsøk. Det ble også sett på muligheten for å kunne si noe om mobiliseringsgraden av udrenert skjærstyrke i de tilfellene der en blokkprøve går til krypbrudd. For at et materiale hentet fra et plant område som skal kunne brukes til skjærkrypforsøk, er det nødvendig å finne materialets flyteflate, slik at materialet kan konsolideres til riktig spenningstilstand. Det er derfor utført K0’-forsøk for å finne beliggenheten og formen til flyteflaten for materialet, med K0’=0,4 og 0,6 og trinntid 1 og 24 timer. Disse parameterne er valgt for å kunne si noe om formen på flyteflaten for materialet i det aktuelle spenningsområdet. Ulike prosedyrer for utførelse av K0’-forsøk har blitt testet ut. Flyteflatene er deretter skissert ut fra punktene funnet K0’-forsøk, og sammenlignet med teoretiske beregnede flyteflater.Det har vært utfordrende å gjennomføre høyt mobiliserte K0’-forsøk på kvikkleiremateriale med lang trinntid, ettersom forsøkene har enten har gått til brudd eller begynt å pådra seg kryp som følge av prosedyren. Det har med de testede prosedyrene ikke vært mulig å gjennomføre slike forsøk. Materialet og utstyret brukt i denne masteroppgaven viser seg egnet til å gi riktig grunnlag for besvarelse av problemstillingen. For å kunne si noe om udrenert skjærkryp på kvikkleire er det avgjørende at utgangspunktet for forsøkene er riktig i forhold til problemstillingen. Det er viktig å konsolidere prøvene til riktig spenningstilstand, ettersom materialet som brukes til forsøkene er hentet fra et plant område, men skal simulere en naturlig skråning. Ved å kjøre nok forsøk med likt utgangspunkt er det mulig å si noe om et stabilt område for udrenert skjærkryp. Usikkerhetene knyttet til K0’-forsøkene er mange, og det er behov for å gjennomføre flere K0’-forsøk med måling av poretrykk inne i prøvene, for å minske usikkerheten rundt effektivspenningsforholdene og trinntiden. På grunn av problemene med gjennomføring av høyt mobiliserte K0’-forsøk og tidsaspektet på denne masteroppgaven, fikk forfatter ikke utført udrenerte skjærkrypforsøk. En anbefalt prosedyre for gjennomføring av udrenerte skjærkrypforsøk er likevel beskrevet i masteroppgaven, til hjelp for utførelse av relevante skjærkrypforsøk ved en eventuell videreføring av arbeidet i denne masteroppgaven.

Erfaring tyder på at modellering av ulike typer konstruksjoner i DAK-program utføres forskjellig avhengig av hvilken bedrift man jobber i og hvilke forutsetninger man har for å drive analyse i dataprogrammer. Det er lett å bli naiv når man holder på med slike programmer og man forventer fort at programmet gjør alt riktig og analyserer nøyaktig. At programmet gjør det riktig er i og for seg en god påstand, men spørsmålet er om brukeren har gjort det riktig.For å finne svar på hvordan modelleringen avgjør hvor kreftene i konstruksjonen ender opp har det blitt gjort analyser på normale bygg med en bærestruktur vi kan anse som fornuftig. To strukturer er undersøkt etter at randbetingelsene er modifisert for å utligne 3D-effekter som dukker opp og skal tvinge konstruksjonens oppførsel i modelleringsprogrammet inn i ønsket stilling uten å forvrenge virkeligheten. Forsøk på å finne en generell fremgangsmåte som er uavhengig av antall etasjer utføres også.Selve prosessen med fullstendig dimensjonering av bygget i henhold til øvrige norske standarder er utført i programmet da det er i stand til å utføre rene statiske analyser slik at konstruksjonen tåler påkjenninger som vind, snø og generelle laster man forventer i slike bygg. Fokuset ligger på å se helhetseffekten som randbetingelsene gir bygg i av denne typen. Av den grunn må opplistede dimensjoner av konstruksjonsdeler ikke sees som endelige, men heller som benyttet til oppgavens formål.

Denne oppgaven omhandler utvikling av et kompendium for faget "TBA 4130 Produksjonsteknikk i BA". Faget er utviklet og undervist av representanter fra bransjen. Oppgaven tar for seg 2/5 av fagets pensum, som er grunnarbeider og plasstøpt betong. I tillegg er det skrevet et mindre kapittel om Norsk standard.• Norsk standard tar for seg utvikling og bruk av standarder mot byggebransjen.• Grunnarbeider omhandler arbeider for forbredelse for grunnmasser før en konstruksjonkan føres opp på en tomt.• Plasstøpt betong er når man monterer en form, armerer den, og støper den ut. Resultatetblir en konstruksjon i betong.Til innhentning av informasjon har metodene litteratursøk/dokumentgjennomgang, intervju med fagpersoner, spørreundersøkelse, observasjoner og deltagelse på konferanse og forelesninger blitt brukt. Det mest effektive har vært intervjuer med fagpersoner.Kompendiumet har blitt produsert i tråd med fagets forelesninger og øvinger, i tillegg til anbefalinger fra intervjuobjektene. Det har blitt tatt utgangspunkt i teori, som har blitt rettet mot utførelse og produksjonsplanlegging.Det konkluderes med at det har blitt produsert er kompendium med god kvalitet. Det bør derimot leses gjennom av en eller flere fagkyndige, før det eventuelt brukes i undervisningssammenheng.