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.

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.

Hovedformålet med denne masteroppgaven er å finne hvilke(t) kritiske fuktforhold i treverk som er akseptable, ved lukking av høyisolerte bindingsverksvegger av tre. Dette er hovedsakelig undersøkt ved hjelp av to-dimensjonale fuktberegninger og et laboratorieforsøk. Det er også utført en litteraturstudie, der det er søkt å avdekke hva som er gjort av tidligere forskning på det aktuelle temaet. Det er i en svensk studie undersøkt hvilket fuktinnhold trestendere i yttervegger bør bygges inn med. Dette er undersøkt ved hjelp av to-dimensjonale fuktberegninger. Studien anbefaler generelt et fuktinnhold i treverk på 12,5 - 18,5 vekt-%, avhengig av veggens oppbygning. I en annen svensk studie ble det utført et laboratorieforsøk der bunnsviller og stendere ble oppfuktet. Det ble konkludert med at det er stor muggvekstrisiko knyttet til monterte bunnsviller og stendere, som blir utsatt for vannbad og/ eller regnpåvirkning. Ved kortvarig regn som tørker i løpet av en dag, vil det ikke være risiko for muggvekst. I andre publikasjoner fra Sverige er det blant annet funnet at type vindsperre har stor betydning for fuktnivået. Treverk i prefabrikkerte trehus, selv med raskt oppføring, blir utsatt for nedbør og temperaturforhold som kan medføre muggvekst.Fuktberegningene i denne masteroppgaven er uført som en parameterstudie. De ulike inngangsparameterne var startfuktinnhold, start beregning, uteklima, isolasjonstykkelse og vindsperreprodukt. Kritisk fuktforhold er videre vurdert ut fra når muggvekst eventuelt oppstår. Etter startfuktinnhold, er det type uteklima og start beregning som har størst betydning for fuktforholdene i bunnsvillene. Det kaldeste uteklimaet (Karasjok) og start beregning på vinteren (1. januar), gir de tregeste uttørkingsforholdene. Ut fra muggvekstanalysen gir de derimot de tryggeste forholdene med tanke på muggvekstrisiko. Det kan derfor tyde på at et høyere startfuktinnhold ved kaldt uteklima og bygging på vinteren kan være akseptabelt. Treverket nær vindsperren vil tørke raskere ved bruk av gipsplate sammenlignet med trefiberplate. Ved 150 mm isolasjon tørker bunnsvillene generelt raskere enn ved 400 mm. Ulike vindsperrer og isolasjonstykkelser gir likevel marginal forskjell i muggvekstanalysen. Ved høye startfuktinnhold, som 25 og 30 vekt-%, oppstår det muggvekst etter henholdsvis åtte og to uker med gunstige vekstforhold i de fleste beregningstilfellene. Det oppstår ikke muggvekst etter åtte uker ved lavere startfuktinnhold, som 18 og 20 vekt-%. I laboratorieforsøket i masteroppgaven er det studert fem bunnsviller med ulik oppfukting. Bunnsvillene ble bygget inn i en vegg med hel høyde. Fuktpåvirkningene etterlignet realistiske tilfeller fra byggeplass, og bunnsvillene ble derfor utsatt for vannbad og/ eller regnpåvirkning. Bunnsvillene tørket i fem dager etter de ble bygd inn i forsøksveggen. Deretter ble veggen isolert og lukket. Det ble foretatt målinger av fuktinnholdet i bunn- og toppsvillene i fire uker. Resultatene viser at bunnsviller som blir utsatt for simulert regn og vannbad i tre eller sju dager, er kritisk med tanke på muggvekst. Dette tilsvarer henholdsvis et startfuktinnhold på ca. 25 og 30 vekt-%, og muggvekst oppstår etter to uker med gunstige temperatur- og RF-forhold. Det oppstår ikke muggvekst i løpet av fire uker for bunnsviller som blir utsatt for lett regn i tre dager, eller som kun blir hygroskopisk oppfuktet. Slike vannpåvirkninger tilsvarer henholdsvis et startfuktinnhold på ca. 20 vekt-% og lavere enn 18 vekt-%. Det oppstår konveksjon i samtlige veggelementer, da toppsvillene får økt fuktinnhold etter lukking. På bakgrunn av resultatene er kritisk fuktinnhold i høyisolerte bindingsverksvegger ved isolering og lukking, anbefalt å være 20 vekt-% eller lavere. Det er imidlertid behov for å gjennomføre flere forsøk og beregninger, for å vurdere om en kan øke det anbefalte fuktinnholdet ved bygging på vinteren, samt i kalde uteklima. En kan i tillegg vurdere å senke kritisk fuktinnhold ved bruk av doble bunnsviller, men en bør i så fall utføre flere forsøk og beregninger.

Oppgaven tar for seg Alabasterhallen i det nye Nasjonalmuseet på Vestbanen i Oslo. Dette er en utstillingshall som per dags dato er under prosjektering. Det er undersøkt hvordan en alternativ røykventilasjonsløsning vil fungere. Løsningen er arkitektønsket og består av 20 cm brede slisser i himling nær yttervegg som røyken skal bevege seg gjennom for deretter å trekkes videre ut av avtrekksluker eller -vifter i tak. Den alternative løsningen er vurdert opp mot en tradisjonell termisk røykventilasjonsløsning dimensjonert etter Melding HO-3/2000 Temaveiledning Røykventilasjon. Den tradisjonelle løsningen består kun av avtrekks- og tilluftsluker. Rapporten består av et litteraturstudie, en kvalitativ- og en kvantitativ analyse. Litteraturstudiet inkluderer teori om brannprosjektering, regelverk, røyk, røykventilasjon og CFD-simulering.I den kvalitative analysen er brannscenarioer fastsatt på bakgrunn av befaringer på museer, informasjon funnet gjennom litteraturstudiet og brann¬statistikk. To brann-scenarioer ble valgt for videre kvantitativ analyse.I den kvantitative analysen er den alternative røykventilasjonsløsningen vurdert ved bruk av CFD-programmet FDS. Det er også foretatt en evakueringssimulering i Pathfinder. Dette er gjort for å kunne sammenligne nødvendig rømningstid, funnet i Pathfinder, med tilgjengelig rømningstid funnet fra brannsimuleringene.De ulike røykventilasjonsløsningene er sammenlignet med hverandre, og i tillegg vurdert opp mot tålegrenser for evakuering gitt i NS 3901:1998 Risikoanalyse av brann i byggverk og HO-meldingen.Følgende anbefalinger er gitt i oppgaven:- Alternativ røykventilasjonsløsning med slisser, avtrekksvifter i tak og tilluftsvifter i fasade bør benyttes i Alabasterhallen.- Det bør benyttes røykskjermer som er dimensjonert for å hindre at røyken synker og spres på undersiden av skjermene, og som kan aktiveres avhengig av brannens plassering.- Det bør benyttes røykseksjonering over himling for å unngå at røyken sprer seg på oversiden og trekker ned i de andre delene av hallen. Dette vil også kunne hindre sotlegging av hele himlingen.