Hus & Anläggningar 7,5 poäng

Transkript

1 AF1002 TEN1 Hus & Anäggningar 7,5 poäng Tentamen Tisdag k Saar: Q, Q13, QS, Q17, Q21, Q22, Q31, stora projekthaen BV 23 Tider Studerande som anänder senare än 45 min efter skrivningstidens början äger ej rätt att deta. studerande får inte ämna skrivsaen under den första skrivningstimrnen. Innan en studerande ämnar skrivsaen, ska han eer hon vara antecknad på en paceringsista. Anvisningar Påbörja varje nytt ta på nytt papper. Skriv bara på en sida. Varje inämnat papper ska vara försett med namn, personnummer och tentan1enstaets nummer och bokstav övre högra hörnet. Hjäpmede Inga hjäpmede förutom miniräknare får användas! Bedömning Fordringar Tentamen består av sex uppgifter. Korrekt ösning ger 6 poäng per uppgift. Vid rättningen ges O,, 2, 3, 4, 5 eer 6 poäng per uppgift. Fu bonuspoäng ger ytterigare 6 poäng på tentamen. Maximat poängta bir därmed = 42 poäng. Gränserna för betygen E (3), D, C (4), B, A (5) är 18, 21, 24,27 och 30 poäng. Resutat Tentamensresutat ansås efter 15 arbetsdagar, tentamensdagen oräknad. För övrigt gäer LYCKA TILL!!

2 Uppgift K, Lastnedräkning från ett bjäkag Hus & Anäggningar, tentamen 24 Maj 20 J Bjäkaget i nedanstående Figur K bär ast från en restaurang. Måttet a är 3,6 m, b:::::: är 9 m och L = 4 a. Bjäkaget består av armerad betong med genomsnittig tjockek 200 mm och betongavjämning med genomsnittig tjockek 20 mm. Överst marmorpattor med tjockek 30 mm. Hur stor dimensionerande ast kommer ner på bak D och hur stor de av denna ast kommer ner på bak. Bakarna AB, DE,... J har massan 00 kg/m och bakarna Q) har massan 200 kg/m. a) Hur stor sammanagd ast kommer ner på pearna? b) Hur stor genomsnittig ast kommer ner på pearna? På den nyttiga asten ska vi räkna med en partiakoefficient r = 1,3. På egentyngd är partiakoefficienten r= 1,0. Reduktion av ast med hänsyn ti stor beastad area ska göras. Eventuet saknade materiavärden får bedömas! Figur K Last från ett bjäkag. 2

3 Uppgift K2, Dimensionering av snedkabebro Hus & Anäggningar, tentamen 24 Maj 20 I Snedkabebroar är en modern brotyp som for stora broar är reativt snabbyggd och ekonomisk. Låt oss göra ett enket exempe, som faktiskt är en god start på en riktig dimensionering! En snedkabebro med bredd 16 m bär 4 körfåt och dubbespårig järnväg. Det horisontea avståndet i brons ängded mean snedkabarna är 20m. Snedkabarna sitter parvis på varje sida av bron, d.v.s. det finns en kabe var 20:e meter på varje sida av bron. Sjäva farbanorna for väg och järnväg, av stå och betong inkusive beäggning m.m., har en tota massa av 1500 kg/m 2 och ger upphov ti den fördeade asten q e. För dimensioneringen tänks det stå en astbi med tota massa 60 ton och med ängd 20m på varje körfåt just där vi har de kabar vi ska dimensionera samt en fördead ast från tågen (två spår) som är 9000 kg/m/spår. Den kraft som biarna och tågen ger upphov ti, är i figuren nedan iustrerad med beteckningen qr och är tyngden från biarna och tågen mutipicerad med partiakoefficienten,5. Vi tänker oss studera hur stor diameter en viss snedkabe behöver ha. Den snedkaben är iustrerad nedan och får en kraft som vi betecknar S och som ger spänningen O't. Den spänning t,dim som kan accepteras i kaben är för det dimensionerande astfaet 700 MPa. Hur stor diameter behövs för kaben? Från kabens egentyngd bortses., )! Torn eer pyon / tttij q +q / e r ~ ~ m 120m} ""' Farbana 3

4 Byggnadsteknik, Uppgift B och 82 Hus & Anäggningar, tentamen 24 Maj 2011 B Ett tregasfönster har avståndet 12 mm mean gasrutorna som aa har tjockeken 4 mm. Gasens ytor har emissiviteten 0,9. Uteufts- och inneuftstemperaturerna kan antas vara -5 C respektive 20 C. Ytövergångsmotståndet kan antas vara O, 15 m 2 K/W på insidan och 0,05 m 2 KJW på utsidan. Genom beräkning har man kommit fram ti att värmeövergångskoefficienten for konvektion är 2 W/(m 2 K) för de båda uftspaterna. Gör i övrigt rimiga antaganden, om det behövs för att ösa uppgifterna nedan, och i så fa motivera dem. a) Beräkna värmeövergångskoefficienterna for stråning mean gasen. (2p) b) Vad bir fönstrets U-värde for de givna förhåandena om man bortser från fonsterkarmens inverkan? Vad bir gasrutornas yttemperaturer med vänneövergångskeoefficienter enigt a)? (2p) c) Förkara hur det beräkningsmässiga U-värdet påverkas av utetemperaturen och hur det påverkas av spatbredden? (2p) B2 Ett rum i en industribyggnad med voymen 100m 3 har en uppmätt temperatur på 20 C. Lokaen är ventierat med uteuft som har temperaturen -5 C och den reativa fuktigheten 85 %. När verksamheten startar efter uppehå tiförs okaen kg vattenånga per timme. Luftomsättningen är,5 per timme. a) Viken reativ fuktighet kommer inneuften att ha i fortvarighetstistånd (då änghaten inte ängre ändras med tiden)? (2p) b) Man har observerad att fukt kondenseras på fönster i okaen vid de förhåanden som beskrivs ovan. Vid viken yttemperatur på fönstren inträffar detta? (2p) c) Viken funktion har uftspaten i en ytterväggskonstruktion? (2p) \. o C. o"'-' r:p <)'{.J \ '. \ \ t / : 4

5 Instaationsteknik, Uppgift 11 och 12 Hus & Anäggningar, tentamen 24 Maj 20 I I. a) En ätt minerasusisoerad skobarack av trä i Uppsaa rymmer fyra kassrum, är 30meter ång, 12 meter bred och 3 meter hög. Fönster och dörrar utgör 16% av den totaa fasadarean. Skobaracken står på en pintgrund. För de oika byggnadsdearna gäer föjande värmegenomgångsta mot det fria: tak: O, 15 W/(m 2 K), gov: 0,20 W/(m 2 K), väggar: 0,30 W/(m 2 K) samt för dörrar och fönster: 2,00 W/(m 2 K). skobaracken ventieras via ett FT-system med uftfödet 1200 iter/s och i uftbehandingsaggregatet finns en värmeväxare mean ti- och frånuft vars verkningsgrad är 60 %. Läckuftfödet på grund av otätheter motsvarar O, oms/h. Inomhustemperaturen hås vid 20 C. skobaracken uppvärms med direktverkande eradiatorer och eektriska uftvärmare i uftbehandingsaggregatet Beräkna det dimensionerande effektbehovet samt den åriga energianvändningen för uppvärmning. Intern värmeastring, sovärme etc. antas ge ett genomsnittigt energitiskott motsvarande 3 C uppvärmning under hea uppvärmningssäsongen. Hur mycket energi per år skue kunna sparas om eradiatorerna ersattes av några uft-uftvärmepumpar med årsmedevärmefaktor 2,8 (observera då att tiuften fortfarande värms via de eektriska uftvärmarna)? b) Utformningen av en byggnads ventiationssystem samt fårhåandet mean tiufts- och frånuftsföde påverkar tryckförhåandena i de ventierade utrymmena. Hur åstadkommes ämpiga tryckförhåanden i ägenheter respektive trapphus? c) Varfår är avoppsenheter försedda med vattenås och varför behöver avoppsstammar uftas? 12. a) Du äger i en tätort ett ferbostadshus som värms med två ojepannor via vaniga radiatorer och ventieras med sjävdragsventiation. Du tycker att inomhustemperaturen bivit ojämn och att ojeåtgången ökat under de senaste åren och vi fårsöka åtgärda det. Vad skue du då vija undersöka och vid behov åtgärda på värmeinstaationen sett på kort respektive ång sikt? b) Besvara frågan "hur änge håer värme- och sanitetsinstaationerna" för en person som avser att köpa ett ädre ferbostadshus och undrar om kostnader för stambyten mm kan tikomma. Vika åtgärder kan bi aktuea att utföra i samband med stambyten i ett sådant hus? Förkara även skinaden mean underhå och modernisering och ge exempe utifrån de föresagna åtgärderna ~ c) Einstaationer omgärdas av strikta reger får att förhindra personfara och brand. På vad sätt ökar esäkerheten genom att skyddsjorda etapparater respektive potentiautjämna en eanäggning? Om eoycksfa trots at skue uppstå, vika åtgärder ska då direkt vidtas? 5

6 Hjäpmede, konstruktion Hus & Anäggningar, tentamen 24 M <D 20 I Materia Skrymdensitet Tunghet typiska värden, kg/m 3 typiska värden, kn/m 3 Auminium Betong Cepast 20 0,2 Kaksandsten Kompakta past- och govmateria Lättbetong Minerau O, 15-2 Minerajord, fyning Sten Stå Tege Trä; bok, ek Trä; furu, gran Träfiberskivor o Tabe Exempe på skrymdensitet och tunghet för några vaniga byggmateria. Utbredd ast Utbredd ast, fri astande Lasttyp bunden astande Lokatyp/utrymme qk(/f= ) q k 1/f kn/m 2 kn/m 2. Visteseast rum i bostadshus, patientrum i sjukhus 0,5,5 0,33 m.m. 2. Samingsast Lektionsrum i skoor, kontorsrum, 1,0,5 0,50 okaer får restauranger m.m. 3. Trängseast Utrymmen utan fasta bänkar i kyrkor, teatrar, fårsäjningsokaer i butiker, korridorer i skoor m.m. 0,0 4,0 0,5 Tabe2 Exempe på karakteristisk ast i oika typer av okaer, redovisad som nyttig ast och reduktionsfaktorer If/. 6

7 1,2 1,0 ::t - = ~ 0,8 u... ~ o ~ 0,7 ~ f' =.2 0,6 -~ = 0,4 'O QJ ~ 0,2 0,0 ' f ~'~ ""v '. Hus & Anäggningar, tentamen 24 Maj 20 I Lok!typ 2 och 3 enigt Tabe '. ' t-... ""' ~---! "' ' ~ i Loka~ enigt 1f abe , '-- L j o Beastad area1m Figur Reduktion av nyttig ast som funktion av beastad area. 7

8 Hjäpmede byggnadsteknik Hus & Anäggningar, tentamen 24 Maj 2011 Värmetransport ~T q =A. - f:.x d R= A. U=_!_ R R = s hc +hy CJ 5 =5, W/(m 2 K 4 ) _1_=!_+_1-1 &12 & &2 U 2a+Ub b U = ~a ---= a+b Å _ A-a 2a +Ab b ekv - --=--2-a_+_b-= b+btb -2bU '1/- R horn t b Fukttransport d Z=- 8 G V =V +- (1-e J e nv -nt) Ekonomisk värmeisoering r C=P (1+rrn r A )-n 1- +r faktor - ( 1 8

9 Cenergy = U G Epris C invest = diso (c ]hyra J iso Araktor +-h- +C bas Araktor +U ~T max C värmesystem Araktor Hus & Anäggningar, tentamen 24 Maj 20! 9

10 Hus & Anäggningar, tentamen 24 Maj 20 I Praktiskt tiämpbar värmekonduktivitet och ånggenomsäppighet för några byggnads materia Materia Värmekonduktivitet Ånggenomsäppighet 2/(W/(m K)) 8/Cm 2 /s) Asbestceuosacement 0,50 0, Asbestcement 0,60 0, Betong 1,7 1, Ceuosafiber 0, Gasbetong inv. isoering 0, utv. isoering 0, Gas 0,8 Kaksandsten 0, Minerau: skivor 0, ösu 0, Poyuretanskum PUR 0,033 0, , Putsbruk 1,2 Puts (kakcementbruk) 1, Styrencepast 0,036 0, Stå 60 Stå, rostfritt 20 Sågspån, kutterspån 0,08 Tege 0,70 Tege (y= 1500 kg/m 3 ) 0, Trä: furu, gran 0,14 0, (. fiberriktningen) bok, ek 0,16 Träfiberskivor: hårda 0,13 0, havhårda porösa asfatimpr. 0,08 0,05 0,065 2, , , Träspånskivor 0,14 0, O

11 Värme- och ängmotstånd hos några skikt av speciea materia Materia Asfatstrykning Gipsskivor: Pappskikt (förhydnings) Pappskikt (underags) Pastfim (PE) Poypropyenväv 9 mm 13mm 0,2 mm 0,2 mm Värmemotstån d, försummas 0,04 0,06 0,02 0,02 0,02 0,02 PVC-matta 2 mm försummas Dräneringsskikt av singe, > 150 mm 0,20 Icke ventierat Juftskikt 5 mm 0, 11 IO mm 0,14 20mm 0, mm 0,17 Inre övergångsmotstånd, Rsi 0,13 Yttre övergångsmotstånd, Rse 0,04 Hus & Anäggningar, tentamen 24 Maj 20 I Augmotstånd z s/m I 000 I I0 3 4 I I I0 3 I Värmemotständ i enheten m 2 K/W hos mark (exkusive övergängsmotständ) o o Gov på mark Käaryttervägg: Avstånd från yttervägg (m) Avstånd från markyta (m) Jordart O- I - 6 o- - 2 Lera. Dränerande sand och grus 1,00 3,40 0,50 I,7 Sit. Icke dränerande sand och grus. Morän 0,70 2,20 0,35, I Sprängsten 0,60 1,80 0,30 0,9 Berg 0,50 1,40 0,25 0,7 >2 3,4 2,2 1,8 I,4 vägg- och tak Värmemotständ hos ventierat uftskikt inkusive yttre bekädnad konstruktioner Typ av ventierat skikt: R (m 2 K)/W Fasadskikt av påt eer betong O, O Fasadskikt av trä eer tege 0,20 Ventierat yttertak av påt 0, 15 Ventierat yttertak av pane och papp 0,25 Ventierat yttertak av pannor på undertak 0,30 11

12 Hus & Anäggningar, tentamen 24 Maj 20 I Värmemotstånd hos mark (exkusive övergångsmotstånd) Gov på mark: avstånd från yttervägg (m) Käaryttervägg: avstånd från markyta (m) O >2 Jordart Lera. Dränerande sand och grus 1,00 3,40 0,5 1,7 3,4 Sit. Icke dränerande sand och grus. Morän. 0,70 2,20 0,35 1,1 2,2 Sprängsten. 0,60 1,80 0,30 0,9 1,8 Berg 0,50 1,40 0,25 0,7 1,4 2 (m K/W) 2 (m K/W) 2 (m K/W) 2 (m K/W) 12

13 Hus & Anäggningar, tentamen 24 Maj 20 I Tabe: Mättnadsånghat, Vsat /(g/m 3 ) T C o o o

14 Hjäpmede Instaation Hus & Anäggningar, tentamen 24 Maj 20! QF,dim = 22UA(Bi,dim -Bu,dim )+Mu c pi (Bi,dim -Bu,dim )+ (1-77ä ) M Te p (Bi,dim - Bu,dim) 11Bi = 11Bu B u,dim = E UT (r b) + 4 n = Vvent v COP =c= Qc +P p Luft (20 C): p = 1,2 kg/m 3, Cp = 1010 Ws/(kg C) EUT1 EUT v i:t Q -20'-- --!:' ~ EUTI (vänster) och EUT5 {höger) perioden

15 Temp Summa gradtimmar, som funktion av årets normatemperatur i C Hus & Anäggningar, tentamen 24 Maj 20 I o c -2-1 o _ g<no.o>..._ ~ Drifttid i timmar/år för värmeanäggning, som funktion av årets normatemperatur, då uppvärmning sker ti minst I 0 C Summa gradtimmar per år vid uppvärmning ti viss temperatur samt drifttid för värmeanäggning under tiden (Vid uppvärmning ti 11 oc och högre temperatur, antas uppvärmningen suta då utetemperaturen överstiger 11 C) Ort o c Ort o c Kiruna - 1,2 Jönköping +6,1 Lueå +2,0 Stockhom 6,6 Östersund 2,7 Norrköping 6,9 Sundsva 3,9 Hamstad 7,2 Uppsaa 5,7 Göteborg 7,9 Västerås 5, 9 Mamö 8,0 Normatemperaturer för het år enigt VVS-handboken 15