Denne oppgaven har tatt for seg norsk regelverk for brannsikkerhet i bygninger. To forskrifter er sentrale for bestemmelser om brannsikkerhet i bygninger. Forskrift om tekniske krav til byggverk (TEK10) og Forskrift om brannforebyggende tiltak og tilsyn (FOBTOT). TEK10 stiller krave som må følges i byggesaken, og beskriver i hovedsak bygningstekniske krav og krav til tekniske installasjoner. De tekniske kravene kan deles inn i aktive tiltak, som aktiveres når branntilløpet er brutt ut, og passive tiltak, som er bygget inn i bygningskroppen.FOBTOT stiller både tekniske og organisatoriske krav for bygg i drift. Forskriften presiserer at tekniske brannsikkerhetstiltak skal vedlikeholdes. Organisatoriske krav stilles til kommunen og byggets eiere og brukere. Virksomheter med en særskilt risiko registreres som særskilte brannobjekt og har strengere krav til organisatoriske tiltak som brannvernopplæring, vaktordninger, brannvernleder og disse bygningene føres det tilsyn med av brannvesenet. Brannsikkerheten i særskilte brannobjekter kan derfor anses som god, og andre bygninger er mer risikoutsatt.8 av 10 personer som branndødsfall skjer i boliger, og eldre mennesker er mer risikoutsatt enn gjennomsnittsnordmannen. Med alderen følger ofte nedsatt fysisk og mental funksjonsevne og personene blir avhengig av assistert rømning. Trenden innen eldreomsorg i dag er at stadig flere eldre får tilbud om pleietjenester i hjemmet. Dette gjør at eldre blir boende i egen bolig lenger enn tidligere, men uten å få brannsikkerhet på kjøpet. Eldre er mindre risikoutsatt på sykehjem enn i egen bolig,I oppgaven er alvorlige branner gått igjennom og det er utført beregninger for å finne ut hvilke faktorer som er spesielt kritiske når det gjelder brannsikkerheten til pleietrengende eldre. Tre elementer pekes ut som ekstra viktige. -Et fungerende brannalarmanlegg koblet til brannvesenet-Sprinkling av boliger for pleietrengende eldre-Forebyggende arbeid om brannårsaker som også fungerer som et ”minitilsyn”Endringer i forskriftene har vært med å øke brannsikkerhetsnivået i fremtidens bygninger og åpne for kommunikasjon mellom ulike aktører som berøres av dette temaet. Krav til evakueringsplaner før ferdigstillelse, gjør at prosjekterende og pleiere må samarbeide, noe som bør føre til økt kunnskap for begge parter. Forskriftsendingene vil antageligvis ikke komme dagens eldre til gode på grunn av treghet i fornyelsen av bygningsmassen. Forebyggende brannsikkerhetsarbeid ses på som en god måte å øke kunnskapsnivået til alle grupper som jobber med brannsikkerhet.

Hydrogenlagring er en nøkkelteknologi for etablering av en hydrogenøkonomi. Adsorpsjon er en av hydrogenlagringsteknologiene som for tiden utforskes sammen med hydrogen lagret som komprimert gass, væske, og i metallhydrider. Omfanget av denne oppgaven har vært eksergianalyse og utvikling av eksergilikninger for hydrogenlagring ved adsorpsjon ved kryogen temperatur. Eksergianalyse utført på kryo-adsorpsjonssystem er i hovedsak basert på det eksperimentelle oppsettet til Aleksic (2010) utført på NTNU.Fundamental informasjon om adsorpsjonssystemene er representert av adsorpsjonsisotermer. Disse viser lagringskapasitet til et adsorbent ved konstant temperatur som funksjon av trykk. I dette arbeidet er adsorpsjonsisotermer modellert med Langmuir og Sips likning med tilhørende parametere tilpasset etter eksperimentell data gitt av Aleksic (2010) og Paggiaro (2008) for adsorpsjonslikevekt ved utvalgte temperaturer og trykk. Modellene med Sips likning viser god overenstemmelse med eksperimentell data, og med prinsippene fra løsningstermodynamikk har adsorpsjonssystemet blitt beskrevet termodynamisk, med massebalanser, energibalanser og eksergibalanser. Oppgaven kan deles opp i tre deler. I den første delen er det introdusert relevant informasjon om utvalgte hydrogenlagringsteknologier og termodynamikk tilhørende adsorpsjon, inkludert adsorpsjonsisotermer for relevante adsorbenter. I den neste delen er det utledet termodynamiske likninger for masse-, energi- og eksergibalanser for kryo-adsorpsjonslagringssystem og kryo-kompresjonslagringssystem. Oppgaven avsluttes med et kapittel som inneholder fire eksergianalyser. I den første analysen studeres ekserginivå i adsorpsjonssystem mot utvalgte teknologier, og i den neste analysen studeres eksergibidrag i oppsettet til Aleksic (2010) i forhold til et kryo-kompresjonssystem ved tilsvarende trykk og temperatur. Den tredje analysen er utført av oppsettet til Aleksic (2010) ved fylling og tapping, og sammenlignet med kryo-kompresjonslagringssystem operert ved tilsvarende tilstander. Kapittelet avsluttes med analyse av lagring av hydrogen i kryo-adsorpsjonsbeholder, analysert med utgangspunkt i temperatur-, trykk- og masse-utvikling ved lagring hentet fra arbeidet til Paggiaro (2008). Analysen er beriket med sammenligning av andre lagringsmetoder ved samme operasjonsforhold: en lavtrykkstank med flytende hydrogen og en høytrykkstank fylt med enten flytende hydrogen eller komprimert hydrogengass ved 80 K.Teknologien for adsorpsjonslagring av hydrogen er på et eksperimentelt stadium, og har vist seg gjennomførbar. Teknologien har fordel av operasjon ved lavt trykk (typisk 20-30 bar) i forhold til kompresjonssystemer (300 – 700 bar), og oppnår likevel sammenlignbar volumetrisk og gravimetrisk lagringskapasitet. Teknologien er likevel langt fra å oppnå hydrogenlagringskravene fra U.S DoE for 2015. Dette er også tilfellet for de andre hydrogenlagringsmetodene som er under utvikling: komprimert gass, hydrogen som væske og hydrogen lagret i metallhydrider. Enkle forbedringer i disse teknologiene ser ikke ut til å føre til at kravene nåes. Adsorpsjonssystemet har i tillegg andre karakteristikker som kan hindre kommersialisering av teknologien (Paggiaro 2008), og som vil bli diskutert i oppgaven. Eksergianalyseresultatene viste at i adsorpsjonslagringsystemer består den totale eksergimengde i hovedsak av kjemiske eksergi og omtrent 7–10 % termomekanisk eksergi. Den termomekaniske eksergien kan delvis utvinnes ved installasjon av turbin for utnyttelse av trykket i beholderen. Resterende termomekanisk eksergi kan teoretisk utvinnes ved en varmekraftmaskin som benytter beholderen som kuldereservoar og omgivelsene som varmereservoar. Ved implementering av slike systemer er det av viktighet å minimere økningen av systemets kompleksitet som helhet, som kan vise seg vanskelig. Derfor mener forfatteren at det er ønskelig å minimere termomekanisk eksergi i lagringssystemet og maksimere den kjemiske eksergien. Kjemisk eksergi er direkte avhengig av mengde hydrogengass lagret i systemet, og derfor er teknologiens lagringskapasitet viktigste parameter for å maksimere det kjemiske eksergiinnholdet. Lagringskapasitet i adsorpsjonssystem viste seg å være sterkt temperaturavhengig. Ved en temperaturøkning på 20 grader (fra 77-97 K) faller lagringsevnen i oppsettet til Aleksic med adsorbent Cu-BTC og NORIT R0.8 med omtrent 21 % ved 2 MPa. Det ble utført eksergianalyser av fylle- og tappeprosesser med utgangspunkt i eksperimentell data fra oppsettet til Aleksic (2010) med adsorbent NORIT R0.8. Ved fylling viser utregningene et tap i lagringskapasitet på 15,1 % grunnet generasjon av varme i prosessen. Ved endt tappeprosess er 59,0 % av den opprinnelige hydrogenmengden igjen i lagringstanken, grunnet mangel på intern varmekilde. Forslag til forbedringer er foreslått i oppgavens avsluttende kapittel.Eksergianalyse er utført av hydrogenlagring i kryo-adsorpsjonssystem over tid og sammenlignet med lagring i utvalgte alternative lagringsbeholdere. Resultatene viser at varmelekkasje inn i tankene som er undersøkt fører til trykkøkning i samtlige tanker og ventilering av hydrogengass. Adsorpsjonsbeholderen viste tilsvarende, og noe høyere ventileringsrate av hydrogen enn høytrykksbeholderen med komprimert hydrogen. Beholderen som viste best lagringsevne var høytrykksbeholderen fylt med flytende hydrogen.

The purpose of this study was to explore the posibilities and challenges with simulating fatigue crack growth (FCG) by the extended finite element method (XFEM). Another aim was to develope a procedure for XFEM FCG simulations in Abaqus by means of scripting. Finally was the procedure used to simulate FCG in an API standard, cone shaped threaded connection. Different FCG models were reviewed by a limited litterature search and a procedure 2D FCG simulations was carried out by a python script. The procedure succeeded with the simulation of FCG when applied to a model with refined mesh around the crack tip. In the suggested partial tasks of the thesis description were a procedure 3D FCG simulation also suggested, but as this required more computer capacity than available in the study this was not carried out.

I denne masteroppgaven ble følgende problemstillinger besvart:•Hvordan er den sannsynlige utbredelsen av løsmasseavsetninger og fyllmasser i Trondheim kommune gitt den geologiske og urbane utvikling av kommunen fra slutten av istiden til i dag?•Hva er den beste metoden for å fremstille sannsynlig dybde til fjell innenfor en kommune?•Hvordan kan innsamling, bearbeiding og presentasjon av enkle grunnboringsdata gjøres på kommunalt og nasjonalt nivå?•Hvordan kan informasjon om infrastruktur i grunnen gjøres lettere tilgjengelig for publikum? Trondheim kommune består av flere ulike løsmasseavsetninger. De deler av kommunen som ligger mer enn 160 m over havet har for det meste et tynt lag av forvitringssedimenter eller morene (Byåsen og Estenstadmarka), mens de deler som ligger under denne grensen har et til tider tykt lag av leire. Grus og sand, avsatt som breavsetninger og breelvavsetninger, finnes blant annet ved Kvenild, Heimdal, Ekle og Tiller. Områder langs Nidelvens nåværende eller tidligere løp har fått tilført lag av grus og sand avsatt som elveavsetninger. Kulturlag skapt av mennesker ligger i Midtbyen. Utfylling av masser har funnet sted i Sluppen-området og i havneområdet.Når det vurderes å bore en energibrønn er det viktig å vite sannsynlig dybde til fjell fordi det medfører ekstra kostnader å installere fôringsrør av stål i løsmasser for å stabilisere borehullet. To illustrasjonskart og tre estimeringsmodeller for dybde til fjell har blitt laget basert på informasjon om dybde til fjell fra grunnboringsdatabasen til Trondheim kommune, kvartærgeologisk kart og brønndatabasen til Norges geologiske undersøkelse. Å estimere dybde til fjell i to dimensjoner med ordinær kriging fungerer bra hvis man kun baserer modellen på boringer som har nådd fjell. Hvis boringer som ikke har nådd fjell også inkluderes er indikatorkriging en god metode.Geologiske og geotekniske data er viktige informasjonskilder både for publikum, og offentlige og private bedrifter. Innsamling av grunnboringsdata kan gjøres ved at kommunene samler inn alle data fra grunnboringer utført kommunalt og i samarbeid med konsulentselskaper i en database. Nasjonalt kan data samles inn fra hver enkelt kommune. Data kan bearbeides ved å sortere relevante parametre i kolonner og presenteres ved å vise punkter med ulike alternativer av en parameter ved farger eller ulike størrelser på symbol.Alle undergrunnsinstallasjoner i Trondheim kommune er ikke fullstendig registrert i et offentlig tilgjenglig digitalisert kart per i dag, men et slikt kart hadde gjort informasjonen lettere tilgjengelig for publikum.

The goal of this Thesis is to verify a winning solution for the DNV Fuel Fighter 2, the verification of the design and development will be achieved by a series of verification, validation and testing activities.The Literature review of the report represents the VVT activities during the entire life cycle. The Theory and Methods used in the Thesis are based on A. Engel’s “Verification, Validation and Testing activities of Engineered Systems”. The author has customized those VVT activities so they fit the time and resource constrains of the case of study.The case is the NTNU’s fifth entrance to the Shell Eco Marathon competition, The DNV Fuel Fighter 2. The actual repot is a reflection of the first time in SEM’s project where an entire Thesis reflects the VVT activities in order to qualify the vehicle.This Master Thesis follows the work that was done in the specialization project 2011 fall in the NTNU. The fall report was focused on the trade-off and requirement analysis and in the definition a high level architecture that could be use in the project. The project work was used as a foundation for the work that was done afterwards in this Master Thesis. The work done during the year is based on the systems engineering effort made from the previous year. The author along with the other system engineer of the project has upgraded the SE effort.The main contribution of the Thesis has been the development of the VVT activities and to prove that they are useful for projects with time and resource constrains. The suggested future work consists of continuing with the use of the VVT strategy performed this year and to upgrade it until the Acceptance stage; where the final user will be the responsible of performing the tests.

This report documents the adaptation of a two dimensional two phaseNavier-Stokes solver to axisymmetric problems. The changes fromCartesian to cylindrical coordinates are thoroughly described with finitedifference methods for the heat equation, Poisson equation, singleand two phase Navier-Stokes equations.The jump conditions at interfacesare modified to accommodate these changes for the two phaseNavier-Stokes equations.The changes to the solver are done step by step, and every changeis verified through intermediate test cases with analytical solutions tolimit the possible sources of errors.Finally all stepwise changes are joined together to form an axisymmetrictwo phase Navier-Stokes solver. Results are presented for aresting bubble, and for both viscous and inviscid oscillating ellipticbubbles.

This thesis is a practical application of Systems Engineering in a full-scale project. The author has participated as a member of NTNU's Eco-marathon team, who has spent the last two semesters designing and manufacturing an energy-efficient car for the Shell Eco-marathon competition 2012. The author made an assessment of the project to find the areas where he should focus his effort. The author also applied Lean Thinking to find the Systems Engineering methods that would best aid the team improve within the areas uncovered in the assessment. The areas where the team needed improvement were Knowledge management and Continuous improvements of the product development process. By using Model-based Systems Engineering processes the author produced a system model acting as a knowledge repository. Then, the author used methods from Lean Thinking for knowledge capture, namely Knowledge Briefs and learning events.For improving the product development process, the author introduced the team to Visual Workflow Management to help the team become more agile, and to visualize project progress from multiple perspectives in order to discover parts of the system which is not evolving at the desired rate.Key concepts in this thesis include:Lean Thinking, Lean Systems Engineering, Model-based Systems Engineering, Model-based Documentation, Knowledge management, Knowledge briefs, A3 method, system modelling, functional analysis, functional flow block diagrams (FFBDs), system architecture, Visual Workflow Management, Stand-up meetings, Visual project board, risk management

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.

Simulations on liquid loads and flow rates which the Taitel-Dukler model predicts to have multiple solutions have been performed with ANSYS Fluent and LedaFlow. Both steady state and transient results in one, two and three dimensional flows are reported in this work. The hypothesis that the holdup of a pipe operated in the multiple solution region will be determined by the downstream holdup is investigated. Some results indicate that the hypothesized interface level gradients effects are correct.The Fluent steady state simulations had mass imbalance issues in addition to being both grid and geometry dependent, but produced results consistent with the independent Fluent transient simulations. The one dimension LedaFlow solver illustrated the effect shear stress modeling have on the multivalued solution region. The solver chose the intermediate solution for some flow rates, which by physical arguments can be excluded. The novel solver LedaFlow Q3D produced transient results displaying the wavy surface of the high holdup solutions. The results from the different models are deviating, but it is hard to predict which results are most the accurate since no comparison with experimental results have been conducted.

Hovedfokuset i dagens tunneldriving er en rask og effektiv driveprosess, der kvaliteten på gjenstående fjell kommer i andre rekke. Fokuset har ført med seg et økt sikringsbehov under driving, og til gjentatte dyre rehabiliteringer av relativt nye tunneler. Dette har skjedd selv om det finnes en bevissthet om at bedre kontur vil gi en rekke fordeler både i forhold til det økonomiske aspektet, den generelle kvaliteten, og stabiliteten av tunnelen. Mye av grunnen til dette er at det fortsatt ikke foreligger noen klare retningslinjer i kontraktene mellom byggherre og entreprenører på hva som godtas av konturkvalitet, og hvilke kriterier som skal definere konturkvalitet. Med bakgrunn i dette er det i denne oppgaven definert en ny parameter Tunnel Quality Contour Index Applied (TCIA) som definerer konturkvaliteten per salve på en objektiv måte. Det vil si at det ikke foreligger noen form tolkning av synlig overflate eller telling av borpiper. Parameteren baseres kun på skannerdata gjort med laser på bart fjell etter sprengning. Utrykket for TCIA er funnet gjennom testing og fordeling av Tunnel Quality Contour Index (TCIR) i to referanseprosjekter. Resultat utrykket for TCIA bygges opp av to variabler og en konstant for styring av variasjonsbredden. Variablene omfatter gjennomsnitt overmasse per salve Ôv, og forholdet mellom utført og prosjektert sprengningsareal RBA. Fordelingen av TCIA i referansetunnelene har blitt gransket og resultatet viser et gjennomsnitt av TCIA i Eikremtunnelen på 60,8 og 57,9 i Oppdølstrandatunnelen. I området med kontursprengningsforsøk i Eikremtunnelen ligger gjennomsnittet av TCIA på 65,0. Disse fordelingene har lagt grunnlaget for en tabell som klassifiserer konturkvaliteten i kategorier fra A til G, der A representerer ”Ekstremt God” konturkvalitet. Formålet med denne tabellen er å gi byggherrer og entreprenører et redskap for å evaluere konturkvaliteten under driving. Fordelinger i kategorier for referanseprosjektene viser at det er et stort forbedringspotensial i å holde konturkvaliteten på et godt og stabilt nivå. Da TCIA parameteren ikke tar hensyn til bergtekniske eller drivetekniske forhold ved stuff er påvirkningen av tre faktorer testet opp mote TCIA. Disse er; 1) Sprekkeorientering/fallvinkel, 2) bergmassekvalitet, 3) borenøyaktighet. Resultatet av testingen mellom sprekkeorientering/fallvinkel og TCIA viser at sprekker med strøkvinkel mellom 0-30 grader med en fallvinkel mellom 15-30 grader i snitt gir den beste konturkvaliteten. Likevel viser utregnede prosentandeler av maksimalverdi at forskjellene mellom de ulike orienteringene er relativ liten. Dette kommer av at geologien som ofte er kompleks og sammensatt av mange forskjellige strukturer og sprekkesett. Analyser av bergmassekvaliteten kontra TCIA viser at i Eikremtunnelen har forholdet Jr/Ja hatt størst lineær korrelasjon med TCIA. I Oppdølstrandatunnelen er det forholdet RQD/Jn som har størst korrelasjon med TCIA. Bornøyaktigheten i Eikremtunnelen viser store variasjoner for begge utregningsmetoder benyttet i denne oppgaven. Lineær korrelasjonsanalyser mellom ansett avvik og retningsavvik viser at retningsavviket er henholdsvis 25 % og 34 % større enn ansettavviket for metode 1 og 2. Området med konturspreningsforsøk i Eikremtunnelen har vist at et økt fokus på å drive bedre konturkvalitet har gjort utslag i oppnådde TCIA verdier. Her ligger snittet at TCIA høyere en for noen annet lignende intervall og variasjonene innadd i strekningen er mindre enn for den totale lengden. I tillegg er bornøyaktigheten blitt vesentlig bedre samt at kontinuiteten på utført boring har økt.