Komponenter innen smelteverksindustrien utsettes for ekstreme varmeflukser og temperaturforhold, og må derfor kjøles for å unngå nedsmelting av konstruksjonsmaterialet. I forbindelse med kjøling av overflater er det vanlig og benytte serpentinmønster for å effektivt kjøle hele overflaten. Serpentinmønsteret er oppbygd av en rette kanaler og tilhørende skarpe 180° bend for å snu vannstrømmen. I disse 180° bendene oppstår ett strømningsmønster som er særs lite jevnfordelt, både med hensyn på strømningshastigheter og varmeovergang. Variasjonene i varmeovergangen skaper temperaturgradienter i konstruksjonsmaterialet og disse kan over tid skape skjørhet i materialet og brudd i konstruksjonen.På bakgrunn av dette er det i denne oppgaven utført numeriske simuleringer av strømnings, varmeovergangs og temperaturforhold i skarpe 180° bend. De numeriske beregningene er utført med programvaren COMSOL Multiphysics som benytter seg av Finite Element Method. Beregningene er gjort med RANS likningene og k-ω turbulensmodellen for strømning, og energilikningen og Kays-Crawford modellen for varme. Innledningsvis er den numeriske modellen validert opp mot publiserte målte resultater. Valideringen består av både en sammenligning av hastighetsprofiler i utløpskanalen og en sammenligning av strømningsmønsteret generelt i bendet. Sammenligningen av hastighetsprofilene ga ingen absolutt overenstemmelse, trolig på bakgrunn av for unøyaktige turbulensmodeller. Derimot ga simuleringene meget god resultater ved sammenligningen av strømningsmønsteret og det ble besluttet av simuleringene skulle videreføres. Oppgavens formål er å utjevne strømningshastigheter og varmeovergangen i de skarpe bendene, og tiltakene som ble foreslått i forprosjektet er simulert numeriske her. Tiltakene omfatter flere typer av ledeplater i bendet i tillegg til lekkasjespalter mellom tilstøtende bend. Ledeplatene ble vurdert fra de simulerte strømningsresultatene, og de viste seg her at de forlengede ledeplatene ga både minst separasjonssone og en hastighetsøkning i bendet hjørner. En ledeplate med rett forlengelse nedover utløpskanalen ble utvalgt som den beste og tatt videre til også å inkludere lekkasjespalter. Det ble sett på strømningsresultatene for tre forskjellige plasseringer av ledeplaten i samhandling med lekkasjespaltene. Videre ble det simulert varmeovergang og temperaturforhold for ett skarpt bend uten tiltak, med ledeplate og med ledeplate og lekkasjespalter. Fra disse simuleringene ble det beregnet lokale fluidtemperaturer, temperaturer i konstruksjonsmaterialet og varmeovergangskoeffisient. Resultatene viser tydelige områder med høyere temperatur både i bendets hjørner og i separasjonssonen for basecaset. Ved bruk av ledeplate er disse sonene mye bedre kjølt, men en temperaturøkning registreres på ledeplatens innside. Med ledeplate og lekkasjespalter i bendet er temperaturforholdene enda mer jevnfordelt. Som en absolutt sikkerhet mot koking inne i elektrodeskjoldet er det beregnet nødvendig massestrøm for å kjøle veggtemperaturen under fluidets metningstemperatur for de tre overnevnte casene. Denne modellen er basert på det laveste varmeovergangstallet i bendet og gir en reduksjon av nødvendig massestrøm på 29 % for ledeplate jamfør ingen tiltak. Med lekkasjespalter og ledeplate kan massestrømmen reduseres med 31 %. Det er anbefalt ledeplaten alene som tiltak på bakgrunn av det høye trykktapet skapt av lekkasjespaltene.

I løpet av 2005-2006 ble det installert en ny kombinert varmepumpe/kjølemaskin i Kongsberg Teknologipark. Den kombinerte varmepumpen/kjølemaskinen er et totrinns ammoniakkanlegg som har som formål å levere prosesskjøling til Volvo Aero Norge (VAN) og FMC Technologies (FMC), som har produksjons- og testlokaler inne i teknologiparken. I tillegg leverer varmepumpen varme til Kongsberg Teknologiparks interne fjernvarmeanlegg. Dimensjonerende kjøleytelse og varmeeffekt er henholdsvis 1600 kW og 2200 kW. Anlegget er bygget med et akkumuleringsbasseng for å akkumulere kaldt vann med hensikt å utjevne de tidvis store effektuttakene hos VAN. Temperatursjiktning i akkumuleringsbassenget er ønskelig, slik at varmt vann til fordamperen kan hentes fra toppen av bassenget, og kaldt vann til prosesskjølingen kan hentes fra bunnen av bassenget. Det har imidlertid vist seg at sjiktningen i bassenget er dårlig.Formålet med masteroppgaven har blant annet vært å kartlegge energi- og væskestrømmer inn og ut av akkumuleringstanken, for å undersøke om sjiktningsproblemet skyldes stor væskeomrøring på grunn av store væskemengder inn og ut av bassenget. Det har også blitt utarbeidet et måleopplegg og en målerigg for temperaturmålinger i bassenget, og målinger har blitt gjennomført. I tillegg har det blitt gjennomført en analyse av både prosess og konsekvenser av effektvariasjoner i anlegget, og en analyse av og beregninger på foreslåtte tiltak for optimalisering av akkumuleringsbassenget med tanke på energigjenvinning. Hovedfokus er satt på den kalde siden av anlegget og akkumuleringsbassenget.Både Kongsbergs og egne målinger verifiserer sjiktningsproblemet ved at det er observert liten temperaturdifferanse mellom topp og bunn i akkumuleringsbassenget. En sammenligning av temperaturmålinger og målinger av væskestrømmen i bassenget har vist at sjiktning ikke oppnås, selv ved den minste målte væskestrøm på 169 m3/h. Om sjiktning skal forekomme må følgelig væskestrømmen senkes under dette nivået.Analysen av prosessen over måleperioden viser at det fra et prosesskjølings-perspektiv bør tilstrebes å holde kjølekapasiteten høyere enn effektuttaket til prosesskjølingen til enhver tid, og dermed opprettholde en jevn turtemperatur til prosesskjølingen. Dette for å unngå unødvendig store væskestrømmer som blir resultatet av en høy turtemperatur. Fra et energioptimerings-perspektiv ønskes på sin side så varmt vann som mulig inn på fordamperen, og så lav temperatur som mulig i fjernvarmekretsen, ettersom dette gir den beste energifaktoren, grunnet lavt trykkforhold.Det bør derfor gjøres modifikasjoner på akkumuleringsbassenget for å optimalisere temperaturene til fordamperen og prosesskjølingen, enten ved å fysisk skille kaldt og varmt vann, eller gjennom å muliggjøre sjiktning ved omkobling av rør i akkumuleringsbassenget slik at de store væskestrømmene i bassenget vil reduseres. En løsning der energifaktoren forbedres med 10,5 % er foreslått.

Natural gas is a vital component of the worlds’ supply of energy. In Norway all the gas can be found offshore where it needs to processed before transport. A vital part of the processing is gas and liquid separation. Current gas-liquid separators are big and expensive, and the offshore industry is looking for more compact separators. One of the more prominent technologies is the NNNGLseparator developed at NTNU. To further identify its possibilities, a thorough research program has been startedIn this thesis one-dimensional models describing pressure drop and separation performance of the NTNU Natural Gas Liquid Separator (NNGLseparator) for dispersed gas-liquid flows has been studied. Here modeling of separation performance was divided into cyclonic separation and droplet capture by the meshpad, and then combined in sequence. The droplet capture is assumed to occur before cyclonic separation.To analyze the impact of centrifugal force on droplet capture, the force was included in a previous proposed model describing droplet capture by a single fiber in the meshpad. With this as basis, modeling of total droplet capture for the meshpad was analyzed. Through this analysis we proposed an extension on the existing model for the case of the flow not following the rotation of the meshpad. The droplets that are not captured are then separated through cyclonic separation. To model this separation mechanism, a modified time of flight model was developed. The modification includes the mesh porosity, and a - factor describing the droplet’s reduced radial velocity due to the obstructing meshpad.Existing models for pressure drop across fixed porous media were compared to experimental data to identify which model best applies to the meshpad used in the NNGLseparator. How this model performs in describing a rotating porous media was then analyzed for the two scenarios; fully developed flow before mesh entry and developing flow inside a rotating meshpad. Through this analysis an extension to the pressure drop model was proposed, which includes the tangential velocity difference between rotating mesh and gas flow. A previous proposed model for pressure drop across wet mesh pad was reviewed. This led to a discussion on how liquid hold up differs in the NNGLseparator from conventional fixed meshpads. The proposed one-dimensional models were then analyzed through a parametric study of the separator performance in terms of pressure drop and efficiency of droplet separation for different flow conditions and geometries.

Både gjennom nasjonale og internasjonale forpliktingar har Noreg bunde seg til å auke miljøinnsatse, og satsing på berekraft generelt, i byggesektoren. Blant anna skal klimagassutslepp og energiforbruk i bygningsmassen reduserast. Det er satt som mål at Noreg skal halvere sitt totale energibruk til drift av bygningar innan 2040. Vidare er det forventa krav om at det ved totalrehabilitering av eksisterande bygg skal oppgraderast til passivhusnivå innan 2020. For å nå målsetjinga knytta til berekraftsatsing, vil inngrep i eksisterande bygningsmasse dei kommande åra vere høgst naudsynt. Dette fordi det er planlagt å nytte heile 80% av dagens bygningsmasse, som forøvrig har eit stort vedlikehaldsetterslep forbunde med seg, også etter 2050.Særskild blant eldre bygg er det mange utfordringar og hindringar som vil kunne gjerast gjeldande ved inngrep. Det er difor, i denne masteroppgåva, teke sikte på å utreia mogelegheitane for å realisere energieffektiviseringspotensialet i eit eldre bygg på ein berekraftig måte. Som casebygg er det valgt ein vidaregåande skule frå 60-talet, med eit normalt vedlikehaldsetterslep. Det er sett på korleis ei berekraftig potensialrealisering kan oppnåast, med særskild vekt på det økonomiske aspektet og miljøaspektet ved berekraft. For diskusjon av masteroppgåvas problemstilling er det teke utgangspunkt i caseeigedommen, Sogndal vidaregåande skule avd. allmenfag, Fosshaugane Campus, Sogndal. Eigedommen består av eit undervisningsbygg frå 1963, med eit tilhørande administrativt tilbygg oppført i 1990. For caseeigedommen er det gjennomført ein tekniske tilstandsanalyse, og bygga har fått ein gjennomsnittleg tilstandsgrad på 2. Dagens energibruk er simulert til å vere 345 kWh/m2. Dette gir ein energi- og oppvarmingskarakter tilsvarande ein raud F. For caseeigedommen er det utarbeida to ulike konsept for berekraftig potensialrealisering. Utgangspunktet for utarbeiding av konsept har vore å halde seg innanfor både bygningstekniske og økonomisk forsvarlege rammer. Dei to konsepta representerer grenseområda mellom maksimal lønsemd for byggeigar, og ytterlegare tiltak med omsyn for miljø. KONSEPT 1 OG 2Blant dei føreslegne energieffektiviseringstiltaka, er det utskifting av vindauger og dører som skiljer konsept 1 og konsept 2, då dette berre er føreslege i konsept 2. For begge konsepta er det føreslege installasjon av varmegjenvinnar, samt etterisolering av tak. Når det gjeld endring av energiform er dette ikkje funne hensiktsmessig for bygget. Ei oppsummering av konsept 1 og konsept 2, med forventa ny energibruk, og oppvarmings- og energikarakter (etter gjennomføring av alle energieffektiviseringstiltak), saman med investeringskostnadane og estimert noverdi for konsepta er presentert i tabellane under. Den totale investeringskostnaden knytta til konsept 2 er altså større enn den totale investeringskostnaden for konsept 1. Dette er på grunn av at det i konsept 2 vert skifta ut vindauger og dører. I tillegg til å vere det rimelegaste konseptet, gjev konsept 1 og den største noverdien ved gjennomføring. Konsept 2 gjev derimot den største reduksjonen i forbruk av energi, ettersom det inkluderer i tillegg til tiltaka i konsept 1, eit tiltak med negativ noverdi for eigar. Basert på eit ambisjonsnivå frå myndigheiter om ein vesentleg reduksjon i energiforbruk i eksisterande bygningsmasse er det diskutert kva ytterlegare energireduksjon i bygningsmassen vil koste, samanlikna med tiltak som kan gjerast andre plassar. Diskusjon av korleis ein skal vekte det økonomiske berekraftaspektet mot det miljøaspektet ved berekraft resulterar i at det vert anbefalt å gå vidare med konsept 1, ettersom den ekstra miljøsparinga ein kan få utført ved val av konsept 2 er vurdert for dyr. Likevel vert det presisert at moglegheitane for ytterlegare energieffektivisering av bygningsmassen kan verte aktuellt når bygningen må takast att av andre omsyn enn berre energieffektivisering, ettersom kostnad ved utføring av energieffektiviseringstiltak då vil kunne verte redusert. For bygningsmassen som heilheit argumenterast det for at energisatsinga i eksisterande bygningsmasse til ei viss grad bør tillatast å kunne gå på bekostning av lønsemd. Dette for å sikre at Noreg overheld sine internasjonale forpliktingar knytta til berekraftsatsing i eksisterande bygg. Ein føresetnad bør likevel vere at tiltaka som vert sette i verk gjev betydeleg energisparing.

Vinduer har mange oppgaver. De sikrer dagslystilførsel og solvarmetilskudd, formidler visuell kontakt, gir ventilasjons muligheter og kan fungere som rømningsveg. Men vinduenes termiske egenskaper fører til et større varmetap, da de har vesentlig større transmisjonsvarmetap enn godt isolerte vegg- og takpartier. Forholdsvis høy U-verdi og kuldebroer langs vinduskarm og ramme gjør at vinduer kan ha stor innvirkning på energibalansen til en bygning. Vinduer er derfor ofte omtalt som "de termisk svake punktene" i en bygningskropp. I tillegg kan vindusoppbygging og plassering velges og løses på flere måter, og hvilke måter eller løsninger som er mest effektive mht økonomi, miljø, energibruk og bruksegenskaper er fremdeles en del av den løpende fagdiskusjonen.Formålet med denne masterstudien er å kartlegge og undersøke en del aspekter knyttet til varmetap rundt vinduer. Oppgaven fokuserer på varmegjennomgang og kuldebroer ved tilslutning mellom vinduskarm og vegg. Kuldebroer ved vindusinnsetting kan påvirkes av flere faktorer. Vindusplassering, konstruksjons- og vindustype, materialvalg og oppbygging av monteringsfugen og kvalitet på innsettingsarbeidet er med på å bestemme kuldebroverdien. Flere av disse faktorene påvirker og forsterker hverandre. Masteroppgaven ser spesielt på disse faktorene og sikter på å finne den optimale løsningen for kuldebrofri vindusinnsetting i vegg (hvis mulig).Tilleggsvarmetapet gjennom vindus/vegg tilslutninger er svært viktig i energisammenheng og bør ikke undervurderes. Uansett hvordan man velger å dokumentere oppfyllelse av energikravene i TEK (ved energitiltak eller samlet netto energibehov), vil kuldebroer rundt vinduer spille viktig rolle. Ved bruk av energitiltak skal kuldebroer vurderes spesielt opp mot kravet til normalisert kuldebroverdi, Ψ". I mange tilfeller kan særlig kuldebroer ved vindusinnsetting være årsaken til at man ikke kommer innenfor kravet på 0,03 W/(m2K) for småhus eller 0,06 W/(m2K) for øvrige bygg. Oppfyllelse av myndighetskrav til normalisert kuldebroverdi er imidlertid ofte utilstrekkelig for å fastsette at den optimale vindusløsningen er funnet, da det er flere ytelsesfaktorer knyttet til vinduer som tas i betraktning.I masterstudien er det gjort varmestrømsberegninger for ulike tilslutningsløsninger mellom bunnkarm og vegg ved hjelp av dataprogrammet THERM 6.3. Beregningene er gjennomført som en parameterstudie og belyser betydningen av en rekke faktorer for kuldebroverdien. Resultatene fra beregningene viser at vindusplassering er avgjørende for kuldebroverdien. Plassering av vinduet ytterst i vegglivet er minst gunstig med tanke på minimering av varmetapet og påvirkes mest av andre faktorer, som igjen har innvirkning på kuldebroverdien. Varmestrømsberegningene viser også at kuldebroens størrelse øker med økende isolasjonstykkelse i konstruksjonen. Ved hjelp av noen ikke så avanserte tiltak kan kuldebroverdien reduseres vesentlig. Innvendig tilleggsisolering av monteringsfugen, samt bruk av isolasjonsmateriale med lavere varmekonduktivitet i fugen, kan halvere opprinnelig kuldebroverdi for ulike vin-dusplasseringer.Denne rapporten fokuserer på kuldebroer ved vindusinnsetting. Andre forhold som kan påvirke varmetransporten rundt vinduer, slik som luftlekkasjer, er ikke tatt med i rapporten.

Eksisterende bygningsmasses potensial for kostnadseffektiv reduksjon av klimagassutslipp har ført til et ensidig fokus på energieffektivisering. For å sikre at tiltak på eksisterende bygningsmasse ivaretar en bærekraftig utvikling, må tiltakene fokusere på alle elementene innenfor bærekraft. Dette kan være en omfattende oppgave for byggherre. I januar 2009 innledet derfor en nordisk forskningsgruppe et omfattende samarbeid. Vinteren 2011 lanserte de en nordisk veileder for bærekraftig oppgradering av bygninger: SURE - Sustainable Refurbishment. Masteroppgavens formål er å utvikle en norsk versjon av SURE-veilederen, tilpasset norske forhold. Utviklingen bygger i all hovedsak på å definere og tilpasse veilederens 72 indikatorer for bærekraft. Politiske føringer, lovverk, anerkjente standarder, bransjepraksis og miljøklassifiseringssystemet BREEAM-NOR er gjennomgått og ligger til grunn for tilpasningen. Et forslag til en norsk veileder med tilhørende indikatorsett er utviklet. Deler av veilederen er prøvd ut med et casestudie som kartlegger tilstandsprofil og ambisjonsnivå for oppgraderingen av Kjørbo bygg 4 og 5 til plusshus.Videre presenteres den mest sentrale innholdsmessige tilpasningen i lys av relevant teori og erfaringer fra casestudiet. Tilpasningen skal sikre bærekraftige oppgraderinger i norsk kontekst. En betydelig andel av norske bygninger er bygd i epoker med lave krav til byggets ytelser. Ved omfattende oppgraderinger vil juridiske minstekrav i utgangspunktet være gjeldene for alle tiltak. Juridiske minstekrav trekkes frem som et sentralt virkemiddel for å sikre en bærekraftig utvikling av byggsektoren. Hensiktsmessig implementering av minstekrav tillegges derfor stor vekt ved tilpasningen av en rekke indikatorer. Casestudiet belyser også momentet. Casebyggene er bygd på 80-tallet og har i stor grad ytelser under dagens standard. Dette gjenspeiler tilstandsprofilen. Høyt ambisjonsnivå fører til at oppgraderingen kan klassifiseres som en hovedombygging. Juridiske minstekrav vil være gjeldene for aktuelle tiltak.Klimaforpliktelser koblet til politiske føringer for energibruk i bygninger viser to gjennomgående momenter: energieffektivisering og omlegging til fornybare energikilder. Veilederens indikator for levert energi tilpasses etter energimerkeordningens karaktersystem. Indikator for energikilde utvides til å omhandle elektrisitet og fossile brensler med utgangspunkt i energimerkeordningens oppvarmingskarakter. Endringene sikrer bedre samsvar med TEK10, BREEAM-NOR og overnevnte politiske føringer. Casebyggene, som har ambisiøse målsetninger i forhold til miljø, har også stort fokus på energibruk og fornybar energi. Dette gjenspeiles i ambisjonsnivået for kategoriene teknisk tilstand, energi, materialer, innemiljø og prosess. Indikator for primærenergi foreslås fjernet inntil videre. Bruk av europeiske primærenergifaktorer vil trolig ikke gjenspeile bærekraft i lokal kontekst. For casebyggene vil elektrisitet fra solcellepanelene til drift av varmepumper være underlagt primærenergifaktorer basert på lave virkningsgrader fra europeisk elektrisitetsproduksjon. To indikatorer for innemiljø endres til å få en kvalitativ klassifisering basert på behovsstyring. Det anses ikke som bærekraftig med et unødvendig høyt luftskifte i norsk klima. Videre vil belysningsstyrke optimalisert etter brukernes behov bidra til et bærekraftig innemiljø. Ved casebyggene legges også behovsstyring til grunn ved flere av indikatorene for innemiljø. Økende grad av kulturell verdi medfører økende grad av restriksjoner for bygningsmessige tiltak. Med bakgrunn i Norges fokus på vern av kulturminner og SURE-veilederens funksjon, virker det likevel hensiktsmessig at høy kulturell verdi gjenspeiler høy grad av bærekraft. Veilederen skal synliggjøre alle aspekter av bærekraft. Casebyggene har en forholdsvis høy kulturell verdi, som legger visse føringer for mulige inngrep. Tilstandsprofilen gjenspeiler dette.Indikator for sikkerhet baseres på måltallet H-verdi og bransjestatistikk. Tilpasningen gir mulighet til å stadfeste kvantitative mål for sikkerhet under oppgraderingen i tråd med norsk bransjepraksis. Reliabiliteten ved casestudiet er trolig noe svak. Kartleggingen av flere indikatorer bygger på subjektive oppfatninger og antagelser. Validiteten anses som god da tilstandsprofilen og ambisjonsnivået gjenspeiler hovedtrekkene i prosjektet. Casestudiet avdekker hvordan fokus på visse aspekter av bærekraft vil kunne påvirke andre i negativ retning. Dette tolkes som et tegn på at veilederen synliggjør den totale bærekraften i prosjektet. Casestudiet representerer ikke en ”gjennomsnittlig” norsk oppgradering. Det vil derfor være hensiktsmessig å prøve ut veilederen på andre prosjekter, med ulike fysiske og økonomiske rammebetingelser. SURE-veilederen fremstår likevel som et nyttig redskap for å stake ut kursen mot en bærekraftig oppgradering, som synliggjør hele bredden av begrepet bærekraft i norsk kontekst.

An investigation of the turbulent fluctuating kinetic energy dissipation in low Reynolds number channel flow is made, both analytically and numerically with means of Direct Numerical Simulation (DNS). The unsteady Navier-Stokes equations are solved at a Reynolds number of 360, based on the shear velocity and channel height, for four grid resolutions 48^3, 88^3, 128^3 and 192^3. The results are compared with data from Kim et al. (1987) [9], and good agreement is found for the 192^3 grid resolution.The viscous term in the kinetic energy equation is derived and described, from there the “isotropic” dissipation equation is shown to be the homogeneous dissipation equation which is compared with the thermodynamically correct dissipation. The results are in agreement with the findings of Bradshaw and Perot (1993) [2], with a difference of maximum ≈2.5% from the correct dissipation.The isotropic dissipation, often used as approximation in experiments, is also calculated and compared with the homogeneous dissipation. The results are un- surprisingly poor, and are only in agreement about the centerline. A comparison with an equation from the k-ε-model is also made, most as a curiosity, and also shows poor agreement.The Kolmogorov length scale is calculated from the dissipation, and it shows clear grid dependency even though the grid is smaller than the Kolmogorov length scale in the z-direction with max(∆z+/η+) = 0.8. The dissipation of the Reynolds stress components are used to create Kolmogorov length scales in x, y and z-direction. They are also grid dependent, even though max(∆z+/η+ ) ≈ 0.7. A length scale tensor analogous to the Kolmogorov length scale is proposed. It is based on the connection between the Reynolds stress equation and the turbulent fluctuating kinetic energy equation. It relaxes the grid restrictions compared to the Kolmogorov length scale, but investigation of its validity requires simulations with a super computer and is therefore not performed.

Denne masteroppgaven bygger videre på samme problemstilling som i fordypningsprosjektet (TMM 4501)”Analyse av Al-ekstrudering for å forhindre rekrystallisasjon”,høsten 2011.Oppgaven er gjennomført i samarbeid med Benteler Aluminum Systems Norway AS på Raufoss. Problemstillingen handler om uønsket grovrekrystallisering i aksesymmetrisk Al-ekstrudering ved senere prosessering. Det er gjennomgått teori som tar for seg opphavet til forskjellige rekrystalliseringsfenomerer under varmdeformasjon av Al-legeringer. Teorien tar for seg fysiske og empiriske rekrystallisasjonsmodeller. Fysiske modeller er baset på kornvekst, dannelser av subkorn og korngrenseorienteringer. Empiriske modeller inkluderer parametere som temperaturer, tøyninger, tøyningshastigheter og ulike konstanter. I tillegg belyser teorien ulike ekstruderingsforsøk og datasimuleringer av ulike varmformingsprosesser. Litteraturen har opphav fra ulike forskningsmiljøer. Fra besøk hos Bentlers industrilokaler på Raufoss ble det tatt med ekstruderte Al-prøver av aksesymmetrisk stangprofil tilbake til NTNU. På Verkstedtekniske laboratorier ble det kappet tre diskprøver fra den samme aluminiumen. Deretter ble diskene slipt, varmebehandlet og etset for å spore opp grovrekrystallisering i det ytre sjiktet av profilen.En simuleringsmodell fra fordypningsprosjektet har i denne oppgaven blitt forandret og tilpasset Bentelers største ekstruderingspresse P40. To stangprofiler med 80 og 43 mm i diameter ble simulert i Deform 2D.I Deform 3D ble det forsøkt simulert en kompleks modell av to paralelle hulprofiler som brukes i bilkonstruksjoner. Fra simuleringsmodellene er det vist bilder med tilhørende forklaringer.Resultater fra undersøkelsen av teori, skiveprøver og simuleringer er oppsummert og diskutert i eget kappittel.Rapporten er skrevet i Microsoft Word og datasimuleringer er gjennomført i Deform 2D og Deform 3D (versjon 10.2 og 11.0).

Et økende fokus på energieffektive og bærekraftige bygninger preger byggebransjen. Krav til energibruk strammes fortløpende inn, og bygninger blir stadig mer komplekse med tekniske installasjoner og sammensatte konstruksjoner. Samtidig legges det stadig større vekt på gjenbruk av eksisterende bygg og vern av kulturminner. Regjeringens mål er at 80 % av dagens bygningsmasse skal brukes i år 2050, og at alle fredete og vernede bygg skal ha et ordinært vedlikeholdsnivå innen 2020. Disse to parallelle fokusene kan tilsynelatende være på kollisjonskurs, da vern ofte sees på som en hindring for endringer i eksisterende bygg. Med dette som bakgrunn stilles det i den oppgaven spørsmål om hva en bærekraftig ombygging er, og hvordan man skal tilnærme seg slike ombygginger med tanke på bygningsvern og bærekraft. For å besvare disse spørsmålene benyttes det en teoretisk tilnærming med litteraturstudium og diskusjon, og et tilfellestudie som tar for seg et verneverdig bygg som skal gjennomgå en bærekraftig ombygging.Tiltak som benyttes for å oppnå bærekraftige bygg er energiøkonomisering, universell utforming, livssykluskostnader og langsiktig planlegging. Disse er overførbare til ombygginger, men den store forskjellen vil være at utgangspunktet for ombygginger er et eksisterende bygg i en etablert kulturell og sosial kontekst. Bærekraftige bygninger vurderes ut i fra de miljømessige, økonomiske og samfunnsmessige aspektene innenfor bærekraft. Når man vurderer ombygginger i et bærekraftperspektiv vil det være hensiktsmessig og vurdere også de kulturelle implikasjonene som ombyggingen vil ha på sine omgivelser. Med denne vinklingen på ombygginger vil vern av bygninger kunne betraktes som bærekraftig på lik linje med energieffektivisering og universell utforming.Tilfellestudiet tar for seg FG-bygget på Dale i Sandnes. Utbygger Dale Eiendom ønsker å ha bærekraftige og miljøvennlige leiligheter og næring i den eksisterende sykehusbygningen, samtidig som det opprinnelige uttrykket bevares. Det planlegges en totalrenovering av bygget, samt et tilbygg. Bygget er vernet i tre fasader, og det er begrenset hvilke inngrep som er tillatt. Tilnærmingen til denne ombyggingen krever en kartlegging av hvilket potensial og hvilke verdier som ligger i bygget. Byggets verdier som historisk bygning og myteomspunnet psykiatrisk sykehus veier svært tungt, og er verdt å bevare. Med utgangspunkt i dette anbefales det for utbygger at byggets monumentale uttrykk bør bevares i størst mulig grad, og at eventuelle inngrep blir gjort på en diskret måte.

SammendragDet blir stadig vanligere med parkeringskjellere i næringsbygg og boliger. Brann i slike lukkede garasjeanlegg har vist seg å være vanskelige for brannvesenet å håndtere på grunn av blant annet den store røykutviklingen, uoversiktlig areal og lange angrepsveier. Et røykventilasjonssystem som er prosjektert for røykkontroll vil kunne holde deler av garasjen fri for røyk og slik legge til rette for rednings- og slokkemannskap.En sammenligning mellom de norske kravene og anbefalingene i standarder fra Belgia, Nederland og Storbritannia og utkast til CEN standard, viste store forskjeller. I VTEK angis det at tilbakestrømming av røyk skal forhindres, mens det i de andre europeiske landene tillater en viss tilbakestrømming men gir krav til maksimal lengde på tilbakestrømmingen. VTEK angir at det normalt er tilstrekkelig med en ventilasjonshastighet på 1m/s i hele tverrsnittet, men angir ikke noen forutsetninger. Simuleringer i oppgaven viser at dette ikke er tilstrekkelig, for å hindre røykfylling av store deler av garasjen.En litteraturstudie har sammenlignet fullskala branntester av biler. Designbrannene med konstante verdier oppgitt i utkastet til CEN standard gjenspeiler resultatet fra litteraturstudien. For sprinklet garasje bør det forutsettes en 4MW brann på 12,5m2 brannareal (tilsvarer én bil). For dimensjonering av garasjer uten sprinkler bør det benyttes en 10MW brann på 37,5m2 brannareal (tilsvarer tre biler). Simuleringene viste at bruk av jetvifter øker hastigheten ved taket slik at tilbakestrømmingen av røyk blir mindre, selv uten å øke kapasiteten til tilluft og avtrekk. Simuleringer med biler i garasjen viste at lufthastigheten økte slik at tilbaketrømmingen ble mindre sammenlignet med simuleringer uten biler. Forskjellige randbetingelser ga store forskjeller på resultatene. Dette bør undersøkes nærmere og er tatt med som et av punktene for videre arbeid.Validering og verifisering av jetviftene viste at standardinnstillingene i FDS 5.5.3 ikke kan modellere jetstrømmen fra en jetvifte korrekt. Den dynamiske turbulensmodellen ga bedre resultat.Oppgaven konkluderer med at kravene i VTEK §11-17 Tilrettelegging for rednings- og slokkemannskap – preaksepterte ytelser for parkeringsgarasjer bør hensynta med følgende forslag til forandringer: -Det bør stilles krav om røykventilasjon av garasjer med sprinkler siden brannen ikke blir redusert av sprinkler, kun spredning som blir forhindret. Det er ikke tilrettelagt for rednings- og slokkemannskaper i forhold til sikt og lokalisering av brannen og eventuelle skadde når garasjen bare er sprinklet.-Det bør tillates tilbakestrømming av røyk en gitt avstand i en tom garasje, for å gjøre det mulig å benytte en noe lavere ventilasjonshastighet. Siden det er mange faktorer som påvirker hvilken hastighet som kreves i hvert enkelt tilfelle bør det angis en avstand for tilbakestrømming (mellom 10-15 meter) i stedet for en generell hastighet. Hvis det likevel ønskes å oppgi kravet som et ventilasjonskrav må det være betydelig høyere. Forenklet metode i NEN6098:2012 angir at det må sikres en hastighet på minimum 1,5 m/s i hele tverrsnittet.