Oppgave nr: BF1

Tittel:   Fukttekniske vurderinger av bygningskonstruksjoner – generell oppgave

Bakgrunn: Dette er en åpen oppgave som utformes i diskusjon mellom student, veileder og eventuelle eksterne kontakter/bedrifter.

Kort beskrivelse av oppgaven: Oppgaven vil bestå av å gjennomføre fukttekniske vurderinger av relevante bygningskonstruksjoner (tak, vegger, golv mm), typisk med hensyn på nye innovative løsninger brukt i nybygg eller rehabilitering. En slik prosjektoppgave vil typisk bestå av litteraturundersøkelse og kanskje noen innledende fuktberegninger eller målinger i laboratorium. Dersom man viderefører dette i en masteroppgave vil den typisk innebære fuktberegninger med WUFI/Delfin eller liknende og/eller målinger på oppbygde konstruksjoner i laboratorium.

Antall studenter på oppgaven: -

Kontaktperson ved BAT:  Stig Geving, stig.geving@ntnu.no

Oppgave nr: BF2

Tittel:   Lufting av framtidens takkonstruksjoner
Bakgrunn:  Tretak er en velprøvd og mye benyttet konstruksjonstype i Norge. De ulike konstruksjonsprinsippene for tretak er grundig omtalt i Byggforskserien. Grunnprinsippet er at skrå tretak må luftes for å transportere bort:

1. fukt fra takkonstruksjonen og dermed hindre soppvekst og andre fuktskader
2. varme og dermed hindre uønsket snøsmelting og ising ved takfoten og i takrenner

Utført etter de retningslinjene som er gitt i Byggforskserien, er tretak å anse som en robust konstruksjonsmetode. Retningslinjene er imidlertid for lite nyanserte og konkrete, særlig for store takflater, tak med lave vinkler, tak med store vinduer og tak med integrerte solceller/solfangere.

Kort beskrivelse av oppgaven:  For å øke forståelsen og kunnskapsgrunnlaget for lufting og uttørking av tretak ønsker vi å gjennomføre laboratoriemålinger for en eksisterende modell av et skrått tretak. Formålet med målingene er å undersøke trykktap ved innløp og utløp i luftespalten mellom undertak og taktekning.

Antall studenter på oppgaven: 1

Kontaktperson ved BAT: Tore Kvande, tore.kvande@ntnu.no, PhD-kandidat Lars Gullbrekken, lars.gullbrekken@sintef.no
Eksterne samarbeidspartnere: SINTEF Byggforsk

Oppgave nr: BF3

I yttervegger mot terreng har grunnmursplaten (damptette, tynne knasteplater av plast) tradisjonelt vært montert direkte mot betong eller murvegg. I anvisning 523.111 i Byggforskserien ble dette prinsippet endret i 2015 og det anbefales nå at eventuell plastplate monteres på utsiden av utvendig isolasjon. Hensikten med endringen er blant annet å muliggjøre raskere uttørking. Best uttørking oppnår man ved å plassere all isolasjon (dampåpen) på utvendig side slik at veggen kan tørke både utover og innover.

Avhengig av ytterveggens oppbygging og temperaturdifferansen (drivkraften) mellom innvendig og utvendig side, kan byggfukt tørke utover ved at fukten diffunderer gjennom isolasjonen, kondensere på grunnmursplaten og renne ned i grunnen. I tillegg til fukttransport ved diffusjon vil det også i denne sammenheng kunne oppstå konveksjon i isolasjonen. Konveksjon er i hovedsak luftstrøm som oppstår ved at varm luft stiger opp og kald luft synker. Inne i en lukket konstruksjon kan det da oppstå en konveksjonsstrøm som bidrar til økt varmetransport. I yttervegger vil man gjerne unngå konveksjon siden det medfører et økt varmetap (økt U-verdi). I denne sammenheng vil det likevel kunne ha en positiv effekt ved at man oppnår raskere uttørking, så lenge varmetapet ikke blir for stort. Det er et behov for økt kunnskap omkring hvordan konveksjon i permeabel isolasjon påvirker uttørkingskapasiteten i yttervegger mot terreng og hvordan uttørkingen påvirkes av blant annet permeabilitet, isolasjonstykkelse og temperaturer.

Kort beskrivelse av oppgaven: Oppgaven går ut på å planlegge og utføre et laboratorieeksperiment. Hensikten med eksperimentet er å undersøke uttørkingshastigheten til en oppfuktet kjellervegg isolert utvendig med dampåpen mineralull. Studenten(ene) kan benytte prosjektoppgaven til å planlegge forsøket og sette seg inn i nødvendig teori, mens selve forsøket og rapportering kan utgjør selve masteroppgaven. Forsøket kan utføres i en hot-box på SINTEF sitt laboratorie i Trondheim. En hot-boks er et stort apparat som normalt brukes til å måle varmestrøm (U-verdi) til hele veggfelt (opp til ca. 3x3 m). Det er mulig å ta utgangspunkt i en metode som er under utvikling for et lignende eksperiment hvor uttørking i en kjellervegg isolert med EPS undersøkes.

Mengden vann som kondenserer på utvendig side og renner ned vil kunne samles opp og måles. Måling av temperatur og RF på flere steder i isolasjonen (både over tykkelsen og høyden) vil kunne hjelpe til å danne et blide over om/hvordan fukt transporteres ved konveksjon. Det vil være interessant å ha 2-3 parallelle prøver med ulik permeabilitet i samme forsøk. Videre vil det være interessant å variere temperaturen på innvendig og utvendig side og se hvordan dette påvirker konveksjonen. Henvisning til supplerende info om oppgavetema: www.klima2050.no

Oppgave nr: BF4

Tittel:   Erfaringer med obligatorisk uavhengig kontroll bygningsfysikk
Bakgrunn:  1. januar 2013 ble det innført krav om obligatorisk uavhengig kontroll av brannsikkerhet, geoteknikk, konstruksjonsteknikk og bygningsfysikk i alle byggeprosjekter. Kravene ble nedfelt i Byggesaksforskriften (SAK10), og beskrev et kontrollregime for kontroll av både prosjektering og utførelse. Bakgrunnen var at man mente at man hadde liten suksess med tidligere regime basert på egenkontroll, og myndighetene valgte da å trekke ut fire fagområder som ekstra viktige mhp å oppnå god teknisk kvalitet på byggeprosjektene. Mens brannsikkerhet, geoteknikk og konstruksjonssikkerhet var valgt ut pga fagområdenes betydning for personsikkerhet, ble bygningsfysikk valgt ut som ekstra viktig pga mye erfaringer knyttet til fuktskader i vegger og tak og påfølgende helseproblemer, problemer med våtrom og utfordringer i forbindelse med nye krav til lufttetthet (energi).

Erfaringene etter fem år med uavhengig kontroll av bygningsfysikk er blandet. Selv om DIBK’s temaveileder om uavhengig kontroll sier en del om hva som skal kontrolleres og på hvilket nivå, er det likevel meget varierende oppfatninger på hva som SKAL og ikke minst hva som BØR kontrolleres. Mye av kontrollen fokuserer på generelle formalia (f.eks. kvalitetssikringssystem), mens kanskje de reelle utfordringene i byggeprosjektet får for lite oppmerksomhet. Et annet problem er også at mange av firmaene som utfører kontrollen stiller med personell uten tilstrekkelig kompetanse innen bygningsfysikk, og disse vil da neppe avdekke de reelle problemene.

Kort beskrivelse av oppgaven:  Det ønskes å gjennomføre en kartlegging av erfaringene i byggebransjen med uavhengig kontroll bygningsfysikk. Dette kan gjennomføres f.eks. med en spørreundersøkelse og intervjuer med rådgivere og entreprenører. Det vil trolig bli gitt anledning til å få delta i reell uavhengig kontroll slik at man får et godt bilde av hva kontrollen faktisk innebefatter.

Antall studenter på oppgaven: 1-2

Kontaktperson ved BAT: Stig Geving, stig.geving@ntnu.no
Eksterne samarbeidspartnere: RIF ekspertkomite for bygningsfysikk, SWECO

Ytterligere informasjon: http://www.bygningsfysikk.no/NorskBygningsfysikkdag2015/07_Ulimoen.pdf

https://dibk.no/saksbehandling/uavhengig-kontroll/

Oppgavenummer: BF5

Tittel: Bruk av COMSOL for hygrotermisk simulering

Bakgrunn for oppgaven: COMSOL er et såkalt «multiphysics» software; dvs at det kan benyttes til å sette opp modeller for mer eller mindre all fysikk, samt koble det sammen. Dette kan også gi store fordeler innen bygningsfysikk, ved at en har muligheten til å koble sammen modeller for hva det enn måtte være; det være seg hygrotermisk transport i porøse materialer, konveksjon og stråling i hulerom, turbulent luftstrømning med fukttransport over konstruksjonsoverflater eller i hulerom, kjemiske reaksjoner for ulike problemstillinger osv. Videre, kan modeller settes opp i enten 1, 2 eller 3 dimmensjoner avhengig av hva en har med å gjøre. COMSOL har et oversiktlig grafisk brukergrensesnitt slik at terskelen for å komme i gang er lav.

COMSOL inkluderer en del ferdiglagde moduler for modellering, men en kan også bygge opp modeller fra bunn av. Hos faggruppen har vi alt satt opp en modell for hygrotermisk simulering av porøse materialer, og denne kan benyttes og bygges videre på.

Beskrivelse av oppgaven:

Det er av interesse å ta COMSOL mer i bruk for ulike caser av bygningsfysisk interesse. Valg av case innebærer mange muligheter og stor fleksibilitet. Kompleksitet og vanskelighetsgrad i case kan også tilpasses.

Noen få eksempler på case kan være:

• Modellering av hulerom i eldre hule teglvegger for å utforske hygrotermisk oppførsel av slike vegger.
• Modellering av kompakte takkonstruksjoner
• Modellering av vannoppsug i vegger fra fundament

Det vil være naturlig at modelleringen blir vurdert og sammenlignet med funn i forskningslitteratur.

Oppgaven innebærer også at studenten setter seg grundig inn i fysikken som inkluderes i modellen(e).

Antall studenter på oppgaven: 1-2

Kontaktperson ved BAT: Stig Geving; stig.geving@ntnu.no, Jon Ivar Knarud; jon.knarud@ntnu.no

Oppgave nr: BF6

Tittel:   Kartlegging av fasadedetaljer i større bygg
Bakgrunn:  Byggforskserien gir anbefalinger for hvordan fasadedetaljer bør utføres. I praksis prosjekteres det med en viss variasjon i forhold til disse anbefalingene. I mange tilfeller ser vi at selv om man bryter til dels sterkt med anbefalingene i Byggforskserien går det bra. Dette kan eksempelvis være relatert til sokkeldetaljer mot bakken, beslagsløsninger, montasje av forskjellige kledningstyper, dryppneser etc. Forskjellen mellom at det går bra eller ikke for slike fravik fra Byggforskserien kan avhenge f.eks. av lokal nedbørsmengde, type materialer som benyttes etc.

En del av anbefalingene i Byggforskserien kan oppfattes som rigide og i mange tilfeller unødvendig konservative – i hvert fall for moderate klimabelastninger (spesielt mhp nedbør). Det er derfor interessant å se på nylig oppførte større bygg for å kartlegge et eventuelt spenn i valgte løsninger, samt om det eventuelt er synlige estetiske eller andre «skader» knyttet til fravik fra Byggforskserien.

Kort beskrivelse av oppgaven:  Oppgaven er en feltundersøkelse hvor et antall større bygg oppført de siste 10-20 årene (ca) oppsøkes og undersøkes visuelt fra utsiden og fra bakken. Det velges ut en del typiske detaljløsninger som undersøkes, trolig løsninger som lett nås/ses fra bakken. Løsningene fotograferes og det bygges opp en fotodatabase på dette hvor sentrale opplysninger knyttes til hvert enkelt foto. Eventuelle funn analyseres og vurderes i forhold til anbefalingene i Byggforskserien. Undersøkelsen gjennomføres som et utgangspunkt i Trondheim, men det kan også være aktuelt å gjøre en tilleggsundersøkelse i f.eks. Bergen. Det vil i etterkant være aktuelt å benytte fotodatabasen i undervisning.

Antall studenter på oppgaven: 1-2

Kontaktperson ved BAT: Stig Geving, stig.geving@ntnu.no
Eksterne samarbeidspartnere:

Oppgave nr: BF7
Tittel:   Strategier for rehabilitering av eksisterende boliger
Tilknyttede emner: TBA4171 - Bygnings- og materialteknikk, videregående kurs

Bakgrunn: Over 50 % av bygningsmassen vi har om 50 år er allerede bygd. Boliger fra ulike tidsepoker f.eks 60-, 70, og 80- tallet har ulike kvaliteter og ulike konstruksjonsoppbygninger.  Nordmenn er opptatte av boligen sin og bruker store summer årlig på oppgradering av boligen sin. Tiltak for energieffektivisering blir ofte ikke prioritert. Det trengs verktøy for å gjøre fornuftige valg for energieffektivisering av boliger.

Kort beskrivelse av oppgaven:

1)      Få oversikt over typiske konstruksjonsoppbygning og -løsninger for 60- 70- og 80- tallshus.

2)       Beregninger av energibehov i henhold til NS 3031 for ulike husmodeller bygd med 60- 70 og 80-talls standard.

3)      Utarbeidelse av intervjuguide og senere gjennomføring av intervju med et utvalg boligeiere om utfordringer knyttet til rehabilitering.

Antall studenter på oppgaven:

Oppgaven passer godt for en student.

Kontaktperson ved BAT:

Stig Geving, stig.geving@ntnu.no

Forsker Lars Gullbrekken, lars.gullbrekken@sintef.no
Eksterne samarbeidspartnere:

SINTEF Byggforsk

Oppgave nr: BPO1

Tittel: Simulation-based optimization applied to support the design of nearly zero energy buildings under future weather projections

Tilknyttede emner: TBA4171 - Bygnings- og materialteknikk, videregående kurs

Bakgrunn:

Nearly zero energy buildings aim at meeting several requirements from different fields. Often, such requirements are antagonistic and the designer cannot identify the most suitable building variant in a simple way. Optimization techniques explore the huge problem space of available building variants in a reasonable time span and provide the analyst/designer a trade-off between optimal building variants according to input data. The use of CCWW file would allow adapting a ZEB to react actively to the ongoing climate changes.

Kort beskrivelse av oppgaven:

Developing an automatic simulation-based optimization procedure to identify optimal (or near-optimal) ZEBs and investigating the effect of switching from typical weather files (e.g., IWEC) to Climate Change World Weather File (CCWW).

Antall studenter på oppgaven: 1

Kontaktperson ved BAT: Salvatore Carlucci, salvatore.carlucci@ntnu.no

Eksterne samarbeidspartnere:

Oppgave nr: BPO2

Tittel: Uncertainty analysis and Sensitivity analysis applied to support the design of robust nearly zero energy buildings

Tilknyttede emner: TBA4171 - Bygnings- og materialteknikk, videregående kurs

Bakgrunn:

“The monitoring of real energy use in energy-efficient buildings frequently shows major differences with respect to the predicted performance” (H2020-EeB-07-2015). Reasons are: (1) a too simplified and idealized description of users’ behavior and (2) the inaccuracy of describing material properties in simulation tools. This action aims at reducing as much as possible the gap between the performance predicted during the design phase and the actual measured performance.

Kort beskrivelse av oppgaven:

Developing a simulation-based procedure to assess robustness of a ZEB concept with respect to occupants’ behavior and uncertainty in the input parameters of building materials.

Antall studenter på oppgaven: 1

Kontaktperson ved BAT: Salvatore Carlucci, salvatore.carlucci@ntnu.no

Eksterne samarbeidspartnere:

Oppgave nr: BPO3

Tittel: The Taguchi method used to design robust nearly zero energy buildings

Tilknyttede emner: TBA4171 - Bygnings- og materialteknikk, videregående kurs

Bakgrunn:

“The monitoring of real energy use in energy-efficient buildings frequently shows major differences with respect to the predicted performance” (H2020-EeB-07-2015). Reasons are: (1) a too simplified and idealized description of users’ behavior and (2) the inaccuracy of describing material properties in simulation tools. This action aims at reducing as much as possible the gap between the performance predicted during the design phase and the actual measured performance.

Kort beskrivelse av oppgaven:

Developing a simulation-based procedure to assess robustness of a ZEB concept with respect to occupants’ behavior and uncertainty in the input parameters of building materials.

Antall studenter på oppgaven: 1

Kontaktperson ved BAT: Salvatore Carlucci, salvatore.carlucci@ntnu.no

Eksterne samarbeidspartnere: 

Oppgave nr: BPO4

Tittel: Building Information Modelling (BIM)-based Building Energy Modeling (BEM)

Tilknyttede emner: TBA4171 - Bygnings- og materialteknikk, videregående kurs

Bakgrunn for oppgaven:

Creating a building energy model is time-consuming processes that requires data collection, often leading to uncertainty. Up to date, an energy modeler uses traditionally created drawings and creates an independent model in an energy modelling software. This may lead to misinterpretation of the drawings, inconsistencies, simplified model, and large amount of time needed to create an energy model. Building information modeling (BIM)-based building energy modeling (BEM) seeks to make this process seamless throughout the design and/or operation phases (Kim & Anderson, 2013). BIM-based BEM helps automate the process, and ensure consistent for complex energy models (GSA, Version 2.1.). However, it is still challenge to develop a semi-automated data exchange process between BIM and BEM (Remmen, et al., 2015)

Kort beskrivelse av oppgaven:

The objective of this project is to develop a BIM-based building energy modeling (BEM) platform for accelerating the process of creating a valid building energy model. The emergence of BIM in the building industry has allowed for increased collaboration among building design and construction project members. In addition, BIM-based sustainability analysis provides the results faster as compared to the traditional methods (Azhar, Carlton, Olsen, & Ahmad, Building information modeling for sustainable design and LEED rating analysis, 2011,). According to the US GSA (GSA, Version 2.1.), the use of BIM-based BEM provides several benefits including: more accurate and complete energy performance analysis in early design stages, improved life-cycle cost analysis, and more opportunities for monitoring actual building performance during the operation phase.

Antall studenter på oppgaven: 2

Kontaktperson ved IBAT: Mohamed Hamdy, (mohamed.hamdy@ntnu.no ), Ole Jonny Klagegg (ole.jonny.klakegg@ntnu.no )

Eksterne samarbeidspartnere:  University Of Reading Malaysia

Oppgave nr: BPO5

Tittel: Buildings Performance Optimization at District Level (in cooperation with VTT). Extending the capabilities of MOBO for buildings performance optimization at district level.

Tilknyttede emner: TBA4171 - Bygnings- og materialteknikk, videregående kurs

Bakgrunn for oppgaven:

MOBO A NEW SOFTWARE FOR MULTIOBJECTIVE BUILDING PERFORMANCE OPTIMIZATION. This tools has been developed through the project "Optimal Multi-Objective Design of Integrated Renewable Energy Systems and Buildings" PI: Ala Hasan (ala.hasan(at)vtt.fi) funded by the Academy of Finland 2010-2015.

Kort beskrivelse av oppgaven:

MOBO is mostly suitable for handling optimization problems for a single building at the design phase. The objective of this project is to extending the capabilities of MOBO for buildings performance optimization at district level.

Antall studenter på oppgaven: 1

Kontaktperson ved IBAT: Mohamed Hamdy, (mohamed.hamdy@ntnu.no )

Eksterne samarbeidspartnere:

VTT Technical Research Centre of Finland Ltd

Oppgave nr: BPO6

Tittel: A Simulation-based Energy Management System (EMS) for Optimizing the Interaction of Smart Building with the Electrical and Thermal Grids.

Tilknyttede emner: TBA4171 - Bygnings- og materialteknikk, videregående kurs

Bakgrunn for oppgaven:

The cost of locally installed renewable electrical and thermal systems in residential buildings is dropping rapidly and it has become increasingly common to invest in multiple-energy technologies such as PV, wind turbines and heat pumps. With the higher number of options, it is feasible to include more intelligent systems than basic low-level control in a residential building, especially with grid-connected local storage of heat and electricity.

Kort beskrivelse av oppgaven:

The objective of this project is to develop a simulation-based energy management system (EMS) for optimizing the interaction of smart building with the electrical and thermal grids.

Antall studenter på oppgaven: 2

Kontaktperson ved IBAT: Mohamed Hamdy, (mohamed.hamdy@ntnu.no )

Eksterne samarbeidspartnere:

VTT Finland

Oppgave nr: BPO7

Tittel: Robustness assessment methods to identify robust high performance building designs

Tilknyttede emner: TBA4171 - Bygnings- og materialteknikk, videregående kurs

Bakgrunn for oppgaven

 Uncertainties in occupant behaviour and climate change can have a large influence on future building performance, especially in low energy buildings. These uncertainties cause performance variations resulting in deviations between actual operation compared to the predicted performance in the design phase. Therefore, performance robustness assessements of these buildings should consider uncertainties and should be included in the design phase to ensure the intended performance in the future. The probability of occurrences of these uncertainties are usually unknown and hence, scenarios are essential to assess the performance robustness of buildings. However, studies on robustness assessment using scenarios in the building performance context are limited.

Kort beskrivelse av oppgaven:

The objective of this project is to choose the most suitable robustness indicator for different building design’s decision makers such as consultants, homeowners and policymakers.

Antall studenter på oppgaven: 1

Kontaktperson ved IBAT: Mohamed Hamdy, (mohamed.hamdy@ntnu.no )

Eksterne samarbeidspartnere:

Oppgave nr: BPO8

Tittel: Benchmarking the Consultation Cost Required for setting up a building performance optimization problem

Tilknyttede emner: TBA4171 - Bygnings- og materialteknikk, videregående kurs

Bakgrunn for oppgaven:

During the last decade, a number of simulation-based optimization tools have been developed to reduce the computational time required for optimizing a simulation-based integrated building design. However, for the time being, there is no methodology has been developed to benchmark the overall consultation cost (i.e., time and effort) required not only for running simulation-based optimization but also for setting up and validating the simulation-based optimization’s tool.

Kort beskrivelse av oppgaven:

The objective of this project is to develop a building information modelling (BIM)-based platform for benchmarking the overall consultation cost required to conduct simulation-base integrated building design optimization.

Antall studenter på oppgaven: 1

Kontaktperson ved IBAT: Mohamed Hamdy (mohamed.hamdy@ntnu.no )

Eksterne samarbeidspartnere: 

Oppgave nr: BPO9

Tittel: Calibration of Building Energy Simulation Models Based on Optimization

Tilknyttede emner: TBA4171 - Bygnings- og materialteknikk, videregående kurs

Bakgrunn for oppgaven:

So far disagreement between simulated and monitored building energy consumption has become a common research issue. To this regard today building simulation concerns not only building design but also building operation, diagnosis and commissioning [1]. In particular, an extensive interest into building monitoring and operation diagnostic led to more frequent applications of building models calibration for the energy assessment. In order to have accurate results and make simulation predictions match closely real consumptions, calibration has become an essential process to be carried out for building simulation.

Kort beskrivelse av oppgaven:

The objective of this project is to develop a calibration-based optimization approach for minimizing the difference between simulated and monitored building energy consumption. 

Antall studenter på oppgaven: 1

Kontaktperson ved IBAT: Mohamed Hamdy, (mohamed.hamdy@ntnu.no )

Eksterne samarbeidspartnere: 

Oppgavenr: BM1

Tittel: The Utilization of Electrochromic Materials for Smart Window Applications in Energy-Efficient Buildings. Experimental Laboratory Investigations.

Tilknyttede emner: TBA4171 - Bygnings- og materialteknikk, videregående kurs

Bakgrunn:
There are several challenging work activities to be carried out in the field of smart windows. Properties, requirements and possibilities for materials able to dynamically regulate the solar energy throughput in smart windows for application in zero emission buildings will be investigated. There will be a focus on inventing, developing, characterizating and testing such novel and advanced materials within The Research Centre on Zero Emission Buildings (ZEB). These materials may include electrochromic materials and other controllable materials. The smart windows will reduce and minimize both heating and cooling loads in zero emission buildings. The smart window materials will be studied both at a material and a component level. Both development of new electrochromic materials and windows, and testing of commercial electrochromic windows, are possible experimental laboratory investigations.

Kort beskrivelse av oppgaven:

Smart Window Development, Characterization and Testing in Laboratory

Antall studenter på oppgaven: 1

Bjørn Petter Jelle (NTNU og SINTEF), bjorn.petter.jelle@sintef.no

Eksterne samarbeidspartnere: 

Oppgavenr: BM2

Tittel: Comparison of the Energy Saving Potential of Adaptive and Controllable Smart windows: Photochromic, Thermochromic and Electrochromic Technologies. Literature Study and Energy Calculations:

Tilknyttede emner: TBA4171 - Bygnings- og materialteknikk, videregående kurs

Bakgrunn:
The solar radiation through windows and other transparent or translucent building components and envelopes may be adapted or controlled by smart windows. It is of huge interest to study the energy saving potential of both adaptive (e.g. photochromic and thermochromic) and controllable (e.g. electrochromic) smart window technologies with respect to both heating and cooling loads.

Kort beskrivelse av oppgaven:

The work tasks will involve both literature study and energy calculations, applying both real commercial and idealistic smart windows (i.e. key parameter study) as case studies.

Antall studenter på oppgaven: 1

Bjørn Petter Jelle (NTNU og SINTEF), bjorn.petter.jelle@sintef.no

Eksterne samarbeidspartnere: 

Oppgavenr: BM3

Tilknyttede emner: TBA4171 - Bygnings- og materialteknikk, videregående kurs

Bakgrunn:
The objective of this work is to carry out a life cycle assessment (LCA) comparison of different types of vacuum insulation panels (VIP) with respect to various types of foil laminates and core materials, also taking into account the increase of the crucial property thermal conductivity over time due to moisture and air penetration by diffusion. This work will be written as a scientific journal article and performed in collaboration with scientists at both NTNU and SINTEF Building and Infrastructure within The Research Centre on Zero Emission Buildings (ZEB). Our research group has carried out a considerably amount of work within this and related fields the last years, and we see a strong need for an article dealing specifically with the matters the title is indicating.

Kort beskrivelse av oppgaven:

The specific details about this work task will be given upon request.

Antall studenter på oppgaven: 1

Bjørn Petter Jelle (NTNU og SINTEF), bjorn.petter.jelle@sintef.no

Rolf André Bohne (NTNU), rolf.bohne@ntnu.no

Eksterne samarbeidspartnere: 

Oppgavenr: BM4

Tittel: Måling av emissivitet med FTIR spektrometer

Tilknyttede emner: TBA4171 - Bygnings- og materialteknikk, videregående kurs

Bakgrunn:
Ved beregning av bygningskonstruksjoners U-verdi benyttes egenskaper som varmekonduktivitet og emissivitet. Konduktiviteten til bygningsmaterialer måles ofte med en varmestrømsmåler, mens emissiviteten kan måles med et FTIR spektrometer. BAT og SINTEF Byggforsk har et relativt nytt FTIR spektrometer med flere utstyrsenheter som bl.a. kan benyttes til måling av emissivitet til forskjellige typer materialer.  Emissiviteten til forskjellige materialer måles på forskjellige måter i FTIR spektrometeret for å sjekke de ulike målemetodene mot hverandre. For sammenligning kan eventuelt også emissiviteten i enkelte materialer forsøkes bestemt ved hjelp av et varmestrømsplateapparat. Nye og aldrede materialer kan også undersøkes. En studie av emissiviteten til aldrede materialer er viktig for å kunne si noe om hvordan de termiske egenskapene (for eksempel U-verdien) til bygningskonstruksjoner forandrer seg med tiden.

Kort beskrivelse av oppgaven:

Laboratoriearbeid

Antall studenter på oppgaven: 1

Bjørn Petter Jelle (NTNU og SINTEF), bjorn.petter.jelle@sintef.no

Eksterne samarbeidspartnere: 

Oppgavenr: BM5

Tittel: High Performance and Dynamic Insulation Materials and Solutio

Tilknyttede emner: TBA4171 - Bygnings- og materialteknikk, videregående kurs

Bakgrunn:
There are several challenging work activities to be carried out on high performance and dynamic insulation materials and solutions. Major developments in this field will have an huge impact on the building sector and the world in general, e.g. with respect to energy savings, reduced emissions and building practice. The specific work activity involves a large team of persons from various scientific disciplines, e.g. building physics, materials technology, chemistry, condensed matter physics and theoretical physics. This research team which the students will be a part of will search for materials and solutions beyond and even far beyond todays new state-of-the-art solutions like vacuum insulation panels (VIP). Properties, requirements and possibilities for robust and highly thermal insulating materials and solutions for application in zero emission buildings will be investigated. There will be a focus on inventing, developing, characterizating and testing such novel and advanced materials and materials solutions. These materials may include robust vacuum insulation materials (VIM), nano insulation materials (NIM) and dynamic insulation materials (DIM). The highly thermal insulating materials will be studied both at a material, component and structural level. Fundamental theoretical studies aimed at understanding the basics of thermal conductance in solid state matter at an elementary and atomic level will be carried out alongside with experimental investigations. The ultimate goal of these studies will be to be able to develop tailor made high thermal performance insulating materials and dynamic insulating materials, the latter one enabling to control and regulate the thermal conductivity in the materials themselves, i.e. from highly insulating to highly conducting. Ultimately, one might also envision the whole span from thermal insulator to thermal supraconductor.

Kort beskrivelse av oppgaven:

Laboratoriearbeid

Antall studenter på oppgaven: 1

Bjørn Petter Jelle (NTNU og SINTEF), bjorn.petter.jelle@sintef.no

Eksterne samarbeidspartnere: 

Oppgavenr: BVIP1

Tittel: Experimental Laboratory Investigations of Building Integrated Photovoltaics with respect to Durability and Robustness

Tilknyttede emner: TBA4171 - Bygnings- og materialteknikk, videregående kurs

Bakgrunn:
The BIPV Integration student will work together with researchers and a PhD student within Work Package 2 (WP2) - Technical integration of photovoltaics in buildings - in the project BIPV Norway. The research in WP2 will target robust components and solutions that are easy to use. Solutions will be sought for challenges related to installation, maintenance and replacements, with Norwegian building code and in Norwegian climate conditions. A Nordic climate with repeated freezing and thawing of building materials and components may cause degradation due to frost weathering during water to ice volume expansion, both at a macro- and micro-scale.

Kort beskrivelse av oppgaven:

Testing and evaluations of new and existing products will be performed in laboratories at IFE, SINTEF and NTNU. The following work tasks will be essential: (i) Developing robust BIPV components and solutions, (ii) Accelerated ageing and durability testing in Nordic climate exposure, (iii) Testing and investigating the link between aesthetic quality and PV efficiency, and (iv) Environmental assessment and carbon footprint evaluations. The student may address several of the above aspects but not necessarily all of them. Nevertheless, for the student, there will be a focus on the experimental laboratory investigations of building integrated photovoltaics with respect to durability and robustness.

Antall studenter på oppgaven: 1

Bjørn Petter Jelle (NTNU og SINTEF), bjorn.petter.jelle@sintef.no

Oppgavenr: BVIP1

Tittel: Advanced Materials Surface Development for Preventing Snow and Ice Formation on Building Integrated Photovoltaics

Tilknyttede emner: TBA4171 - Bygnings- og materialteknikk, videregående kurs

Bakgrunn:
The BIPV Material Surface student will work together with researchers and a PhD student within Work Package 3 (WP3) - Challenges with snow and ice formation - in BIPV Norway. The research in WP3 will target the challenge of removing snow downfall and avoiding ice formation on PV roofs and walls in order to maximize solar energy efficiency, which is crucial for an efficient exploitation of the available solar energy, especially in order to achieve zero energy and zero emission buildings. Possible steps towards a working solution will be addressed, including different material surface solutions such as self-cleaning surfaces with origin in photocatalytic hydrophilic, superhydrophobic or ultrahydrophobic surfaces and coarse micro- or nanostructured surfaces. Snow accumulation will, in addition to decreased energy generation due to (partial) shading, lead to new strains on these parts of the roof, both with respect to building physics problems like moisture, freezing, thawing, etc., and with respect to structural building and roof properties. A main objective is to address the challenge with snow and ice formation on BIPV systems to maximize the solar energy yields, with special emphasis on material development. Hence, there is an aim to remove the snow and ice, or rather inhibit the snow and ice from forming on the given surface, without consuming extra energy or extracting part of the solar energy which otherwise would have been exploited by the BIPV modules. When addressing the above challenges, the following work tasks will be essential: (i) Snow and ice influence on solar energy yields, (ii) Snow and ice impact on surface robustness and durability, and (iii) Advanced materials surface development. The student may address several of the above aspects but not necessarily all of them. Nevertheless, for the student, there will be a focus on the advanced materials surface development for preventing snow and ice formation on building integrated photovoltaics.

Kort beskrivelse av oppgaven:

A main objective is to address the challenge with snow and ice formation on BIPV systems to maximize the solar energy yields, with special emphasis on material development. Hence, there is an aim to remove the snow and ice, or rather inhibit the snow and ice from forming on the given surface, without consuming extra energy or extracting part of the solar energy which otherwise would have been exploited by the BIPV modules. When addressing the above challenges, the following work tasks will be essential: (i) Snow and ice influence on solar energy yields, (ii) Snow and ice impact on surface robustness and durability, and (iii) Advanced materials surface development. The student may address several of the above aspects but not necessarily all of them. Nevertheless, for the student, there will be a focus on the advanced materials surface development for preventing snow and ice formation on building integrated photovoltaics.

Antall studenter på oppgaven: 1

Bjørn Petter Jelle (NTNU og SINTEF), bjorn.petter.jelle@sintef.no

Oppgavenr: MSA1

Tittel: Environmental impact assessment of concrete structures used in infrastructure projects.

Tilknyttede emner: TBA4171 - Bygnings- og materialteknikk, videregående kurs

Bakgrunn:
Infrastructure projects consumes a large volume of concrete, and cement production alone contributes to more than 5% of annual anthropogenic greenhouse gas emissions.
The strength of concrete structures varies with a number of variables, among them curing time. Normally we use the strength after a curing time of 28 days as the design criteria.

Kort beskrivelse av oppgaven:

In this project, we seek a better understanding how variations in curing time would influence design of concrete structures (volume), and thus environmental impact of concrete for various purposes in infrastructure projects.

Antall studenter på oppgaven: 1

Eksterne samarbeidspartnere:

This work will be in cooperation with Statens Vegvesen and Dep. Structural engineering.

Oppgavenr: MSA2

Tittel: LCA of construction machinery

Tilknyttede emner: TBA4171 - Bygnings- og materialteknikk, videregående kurs

Bakgrunn:
How we use machineries in construction projects has a huge impact on greenhouse gas emissions from these projects. At the department or Civil and Environmental Engineering, we have a huge empirical dataset on costs and fuel consumption from numerous construction machines for different types of loads and work. However, this needs to further developed to also include environmental impact (LCA).

Kort beskrivelse av oppgaven:

We need a motivated student to work develop LCA on construction machinery

Antall studenter på oppgaven: 1-2

Eksterne samarbeidspartnere: 

Oppgavenr: MSA3

Tittel: LCA of Tunnel Boring Machines (TBM)

Tilknyttede emner: TBA4171 - Bygnings- og materialteknikk, videregående kurs

Bakgrunn:
Tunnels and underground spaces is important in the development of more sustainable cities. However, so far there is few studies of the environmental impact from using tunnel-boring machines. At the department or Civil and Environmental Engineering, we have some data on costs and fuel consumption from tunnel projects machines for different types of tunnel-boring. We are also in contacts with ongoing tunnel projects.

Kort beskrivelse av oppgaven:

We need a motivated student to work on LCA of tunnels made with TBMs.

Antall studenter på oppgaven: 1-2

Eksterne samarbeidspartnere: 

Oppgavenr: MSA4

Tittel: Environmental impact of geometric design of roads

Tilknyttede emner: TBA4171 - Bygnings- og materialteknikk, videregående kurs

Bakgrunn:
The geometric design of roads have a strong impact on energy consumption of road traffic. At the department of Civil and Environmental Engineering, we have an ongoing project in cooperation with Chalmers and SVV (E39) on understanding the environmental impact from the roads geometric design. How much should we try to modify curves and elevations in order to optimize/reduce the total environmental impact from roads and traffic? How will a shift in technology from fossil to renewable energy for vehicles influence these calculations?

Kort beskrivelse av oppgaven:

We seek a motivated student to take part in the research team, and actively work together with a PhD student in this research project.

Antall studenter på oppgaven: 1-2

Eksterne samarbeidspartnere:

Statens Vegvesen og Chalmers

Oppgavenr: MSA5

Tittel: Life cycle assessment of winter maintenance operations in Norway

Tilknyttede emner: TBA4171 - Bygnings- og materialteknikk, videregående kurs

Bakgrunn:
In Norway, there are 55.000 km of national and state roads that need different type of maintenance and service, including winter maintenance.  The driving distance of the clearing vehicles for winter maintenance was over 19 million kilometers in 2013. I in addition 188.000 tons of salt and 575.000 tons of sand was used during winter maintenance.

At the department of Civil and Environmental Engineering, we have an ongoing project in cooperation with Chalmers and SVV (E39) on understanding the environmental impact from the winter maintenance operations.

Kort beskrivelse av oppgaven:

We seek a motivated student to take part in the research team, and actively work together with a PhD student in this research project.

Antall studenter på oppgaven: 1-2

Eksterne samarbeidspartnere:

Statens Vegvesen og Chalmers

Oppgavenr: MSA6

Tittel: How population density influences environmental impact of cities.

Tilknyttede emner: TBA4171 - Bygnings- og materialteknikk, videregående kurs

Bakgrunn:
Various the environmental impact from subsystems in cities varies with population density. In this project, we will describe the relationship between population and various sub-systems, and how these sub-systems influences each other. 

Kort beskrivelse av oppgaven:

We seek a motivated student to take part in the research team, and actively work together with a PhD student in this research project.

Antall studenter på oppgaven: 1-2

Eksterne samarbeidspartnere: 

Oppgavenr: MSA7

Tittel: Ulovlig deponering av bygge og anleggsavfall.

Tilknyttede emner: TBA4171 - Bygnings- og materialteknikk, videregående kurs

Bakgrunn:
Hvert år produseres den store mengder bygge og anleggsavfall. Bygge og anleggsavfall skal leveres til godkjent sluttbehandling. Ikke forurensede tunge byggematerialer kan brukes til ulike former for oppfylling. Det er store penger å spare på å levere forurensede masser som «rene» masser. Men er alt som brukes til oppfylling rene masser?

Kort beskrivelse av oppgaven:

Vi søker en eller flere motiverte studenter som ønsker å delta prosjektet. Oppgaven går ut på å beskrive systemet for bygge- og anleggsavfall, samt mulige avvik. Det kan være aktuelt med noe reisevirksomhet og prøvetaking.

Antall studenter på oppgaven: 1-2

Eksterne samarbeidspartnere:

Politiet, Prosjekt Norge m.fl.

Oppgavenr: MSA8

Tittel: Materialkvalitet i byggeprosjekter.

Tilknyttede emner: TBA4171 - Bygnings- og materialteknikk, videregående kurs

Bakgrunn:
Det er stor byggeaktivitet i Norge, og mange store prosjekter. Men oppfyller alle byggematerialer/komponenter de spesifiserte kravene. Er vinduene av forventet/avtalt kvalitet (farge, holdbarhet, materialvalg, giftige stoffer og/eller U-verdi)? Er betongen av forventet kvalitet? Er armeringen av forventet kvalitet (mengde eller kvalitet)?

Kort beskrivelse av oppgaven:

Vi søker en eller flere motiverte studenter som ønsker å delta prosjektet. Oppgaven går ut på å beskrive systemet for bygge- og anleggsavfall, samt mulige avvik. Det kan være aktuelt med noe reisevirksomhet og prøvetaking.

Antall studenter på oppgaven: 1-2

Eksterne samarbeidspartnere:

Politiet, Prosjekt Norge m.fl.