Byggnadsteknik Provmoment: Ladokkod: Tentamen ges för: TentamensKod: Salstentamen 41B11B Byggingenjör, 180 hp Industriell ekonomi - affärsingenjör, 180 hp Bygg Tentamensdatum: 2017-10-28 Tid: 9.00-13.00 Hjälpmedel: Skrivdon, linjal, miniräknare. Formelsamling finns i tentamen. Lösblad som tillhandahålls i tentamenssalen får användas. Totalt antal poäng på tentamen: För att få respektive betyg krävs: 85 % ger betyg 5 70 % ger betyg 4 50 % ger betyg 3 < 50% underkänt Allmänna anvisningar: Tentamen består av 9 uppgifter. Rätt svar för kryssfrågor ger 4 poäng om inte annat anges. Felaktigt svar eller att flera rutor kryssats i för frågan ger -1 poäng. Svarsalternativ Vet ej eller inget svar ger 0 poäng. Om du ångrar ditt svar, markera detta genom att både kryssrutan och svarstexten stryks över, varefter du kryssar in ditt nya svar i rätt ruta. Gör gärna uträkningar på lösblad, men dessa uträkningar ska inte lämnas in med tentan. Lösblad för svar på uppgift 9 ska lämnas in. Skriv bara på ena sidan, dvs inte på papprets baksida. Flera sidor får lämnas in för uppgift 9. Rättningstiden är i normalfall 15 arbetsdagar, till detta tillkommer upp till 5 arbetsdagar för administration. Viktigt! Glöm inte att skriva Tentamenskod på alla blad du lämnar in. Lycka till! Ansvarig lärare: Telefonnummer:
Uppgift 1 (9p) I figur 1 nedan visas en homogen ytterväggskonstruktion under stationära förhållanden i svenskt klimat, vintertid, dvs kallt ute och varmt inne. Byggnaden är i drift med brukare och inneklimatet är normalt. Figur 1 visar olika princip-fördelningskurvor (A, B, C, D, E) för temperatur eller ånghalt i luften utomhus och inomhus och genom ytterväggen. Inomhus till höger och utomhus till vänster. När linjen är högre upp avser detta alltså en högre temperatur respektive ånghalt, och när linjen är lägre ner en lägre temperatur eller ånghalt. Konstruktionen har antingen ett diffusionstätt skikt t.ex. en PE-folie/plastfolie placerad på ytan av konstruktionens insida, utsida, eller har ingen plastfolie alls. Plastfoliens värmemotstånd försummas i exemplet. Figur 1. Temperatur och ånghaltsfördelning för en homogen yttervägg i stationärt tillstånd. 1a) Vilken/vilka figurer (A, B, C, D, E) passar till följande beskrivningar? Skriv in rätt bokstav i rätt ruta! Temperaturfördelning: Plastfolie på insidan Ånghaltsfördelning: Plastfolie på insidan Temperaturfördelning: Plastfolie på utsidan Ånghaltsfördelning: Plastfolie på utsidan Temperaturfördelning: Ingen plastfolie Ånghaltsfördelning: Ingen plastfolie 1b) Vilken placering av plastfolien är generellt sett den mest fuktsäkra i en ytterväggskonstruktion i svenskt klimat? Det spelar ingen roll var i konstruktionen plastfolien placeras eftersom den är diffusionstät Plastfolien bör placeras i invid utsidan av konstruktionen för att förhindra fuktskada pga byggfukt Plastfolien bör placeras i invid insidan av konstruktionen för att förhindra fuktskada pga inifrån kommande fukt Plastfolien bör placeras i invid utsidan av konstruktionen för att förhindra fuktskada pga inifrån kommande fukt 1
Uppgift 2 (3p) Värmeöverföring, t.ex. genom en fönsterkonstruktion, kan ske på tre olika sätt/fysikaliska fenomen. I figur 2 visas tre olika streck; heldragen (A), vågig (B) och streckad (C), som motsvarar de tre sätten för värmetransport. Vilka tre principer (i mörker) för värmetransport visas i figuren? Svar Heldragen A Vågig B Streckad C Uppgift 3 (5p) När man ska beräkna en byggnads specifika energianvändning enligt BBR, används ett särskilt begrepp för vilka av byggnadens ytor som ska inräknas i värdet. 3a) Vilket begrepp (förkortning) för den ytan används för dessa beräkningar? Figur 2. Värmetransport genom ett fönster. (Helena Bülow-Hübe u.å) Svar: 3b) Vilka ytor som räknas med? Total golvarea samt invändig area av yttervägg för alla uppvärmda (minst 10 C) utrymmen inom byggnadens klimatskärm för en byggnad med flera våningar. Total golvarea samt invändig area av yttervägg för alla uppvärmda (minst 20 C) utrymmen inom byggnadens klimatskärm för en byggnad med flera våningar. Total golvarea för alla uppvärmda (minst 10 C) utrymmen inom byggnadens klimatskärm för en byggnad med flera våningar. Total golvarea för alla uppvärmda (minst 20 C) utrymmen inom byggnadens klimatskärm för en byggnad med flera våningar. Vet ej 2
Uppgift 4 (5p) I en byggnad med en ventilationsanläggning benämns olika typer av luftflöden med olika termer. Figur 3 visar luftens rörelseriktning med 7 olika pilar, där varje pil är försedd med en siffra, 1-7. I listan nedan finns 10 olika ord varav 7 är korrekta termer för de olika luftflödena, och 3 är felaktiga termer, som inte används. Vilka termer motsvarar rätt siffra i figur 3? Para ihop rätt siffra med rätt term och skriv in i listan nedan. Stryk ett streck över de tre felaktiga benämningarna. Figur 3. Luftflöden i en byggnad med mekanisk tilloch frånluftsystem. Para ihop rätt siffra från figur 3 med rätt term och skriv in rätt siffra i rätt ruta! Frånluft Kanalluft Uteluft Överluft Gråluft Uppluft Återluft Tilluft Avluft Cirkulationsluft 3
Uppgift 5 (5p) Olika bjälklagskonstruktioner har olika prestanda avseende brand och ljud. Figur 4 visar en innervägg och figur 5 visar ett mellanbjälklag. De två konstruktionerna har olika egenskaper vad gäller brand- och ljudkrav. För innerväggen (figur 4) anges följande data: EI60 R w = 44 För mellanbjälklaget (figur 5) anges följande data: REI30 R w+c 50-3150=40 db L n,w+c 1,50-2500=80 db 5a) Vad innebär EI60 respektive REI30? Förklara vad bokstäverna E, I och R står för och vad dessa innebär samt talet 60! Beteckningen/bokstaven betyder: Begreppet innebär att: R = E = I = 30 respektive 60 5b) Vad handlar egenskaperna R w och L n,w+c 1,50-2500 om? Förklara kort vad R och L för avseende ljudprestanda för mellanbjälklaget (specificeringen w och n,w+c 1,50-2500 behöver inte förklaras). R w = 44 db Storheten R anger prestanda för: L n,w+c 1,50-2500=80 db Storheten L anger prestanda för: 4
Uppgift 6 (11p) I en lägenhet (100 kvadratmeter, 2,5 m takhöjd) bor 4 personer. Mätningar har utförts av temperatur och relativ fuktighet i luften, både inomhus och utomhus, se tabell 1. Varje person antas bidra till luftfuktigheten inomhus med 40 gram vattenånga per timme genom andning och diffusion från hud. Inga andra fukttillskott finns vid mättillfället. Tabell 1. Mätresultat av temperatur- och relativ fuktighet i luft Utomhus Inomhus Temperatur: -5 C (minus fem grader) Temperatur: 22 C Relativ fuktighet: 90 % Relativ fuktighet: 40 % 6a) Vad är daggpunkten på fönstrets insida? Räkna fram ditt svar och kryssa i inom vilket intervall daggpunktstemperaturen för fönsterglasets insida är! Mellan 5,8 C och 7,3 C Mellan 7,8 C och 10,3 C Mellan 12,9 C och 14,1 C Mellan 17,0 C och 19,6 C 6b) Med hjälp av mätningarna, se tabell 1, kan man med beräkna och få en uppfattning om hur ventilationen i lägenheten fungerar. Vad har lägenheten vid mättillfället för luftomsättning efter lång tid? (förutsätter att det är fullständig omblandning, stationära förhållanden). Räkna fram ditt svar och kryssa i inom vilket intervall luftomsättningen är: Mellan 0,1 oms/h och 0,2 oms/h Mellan 0,3 oms/h och 0,4 oms/h Mellan 0,5 oms/h och 0,7 oms/h Mellan 0,8 oms/h och 0,9 oms/h 6c) En annan dag i en annan bostad i en annan stad har man mätt upp att luftomsättningen är 0,25 omsättningar per timme. Vad kan man dra för slutsats av den mätningen? Luftomsättningen är onödigt hög och innebär förhöjd energiförbrukning Ventilationen är bra och klarar byggreglerna utan att varken vara onödigt hög eller låg Ventilationen är alldeles för låg och klarar inte kraven utifrån BBR 5
Uppgift 7 (11p) För att beräkna en konstruktioners praktiskt tillämpbara värmegenomgångskoefficient för en ickehomogen yttervägg t.ex. med ett skikt av mineralull mellan träreglar används både den så kallade U- värdesmetoden och Lambdavärdesmetoden. Förutsättningar: stationärt tillstånd och normala värmeövergångsmotstånd vid invändig och utvändig yta. 7a) Vilka U-värden för konstruktionen fås genom beräkning med U-värdesmetoden respektive Lambdavärdesmetoden? Värmemotståndet för plastfolien antas vara helt försumbart. Antag träregelandel 20%. Konstruktion: 20 mm fasadmaterial, =0,04 W/m C 170 mm mineralull mu=0,032 W/m C mellan träreglar, trä=0,14 W/m C Plastfolie 13 mm gipsskiva, gips=0,22 W/m C Svar: U-värde med U-värdesmetoden U-värde med Lambdavärdesmetoden Mellan 0,10 och 0,14 W/m 2 K Mellan 0,18 och 0,21 W/m 2 K Mellan 0,24 och 0,28 W/m 2 K Mellan 0,31 och 0,35 W/m 2 K Mellan 0,10 och 0,14 W/m 2 K Mellan 0,18 och 0,21 W/m 2 K Mellan 0,24 och 0,28 W/m 2 K Mellan 0,31 och 0,35 W/m 2 K 7b) Blir det korrigerade U-värdet lägre eller högre om man tilläggsisolerar väggen? U-värdet blir högre U-värdet blir lägre U-värdet ändras inte 6
Uppgift 8 (10p) Figur 6 visar en sektionsskiss av en ytterväggskonstruktion. Temperaturen utomhus är -5 C (minus fem grader) och den relativa fuktigheten är 80%. Inomhus är det 22 C och relativ fuktighet 35 %. Vad är temperatur och relativ fuktighet i skiktgränserna? Fallet förutsätter stationära förhållanden och normala värmeövergångsmotstånd vid invändig och utvändig yta. Ångövergångsmotstånd vid ytan av konstruktionens in- och utsida är försumbar, Z=0 s/m liksom värmemotståndet för plastfolien, R=0 m 2 K/W. Fasadskikt 18 mm cp=0,033 W/m C, = 2 10-6 m 2 /s Cellplast 40 mm cp=0,036 W/m C, = 4 10-6 m 2 /s Mineralull 120 mm mu=0,039 W/m C, = 22 10-6 m 2 /s Plastfolie Z=2 10 6 s/m Gipsskiva 13 mm gips=0,22 W/m C, = 5 10-6 m 2 /s Svar: Figur 6. Ytterväggskonstruktion och markeringar (A-E) för beräkning av temperatur och relativ fuktighet i skiktgränserna. Temperatur Relativ fuktighet A Insida gipsskiva, dvs ytan mot rum C % B Mellan plastfolie och gips C % C Mellan mineralull och plastfolie C % D Mellan cellplast och mineralull C % E Utsida cellplast/fasad, dvs ytan mot ute C % Uppgift 9 (10p) Rita en vertikal sektion för en modern yttervägg till en villa med trästomme och locklistpanel. Det skall framgå såväl grundläggning, yttervägg och tak. Skriv in material, dimensioner och ev. S-avstånd där det är lämpligt. Ange de olika materialens funktion/funktioner i konstruktionen samt hur materialen sammanfogas. Detta skrivs i text på nytt lösblad. Rita och skriv tydligt. Använd gärna linjal. Kom ihåg att skriv tentamenskod på lösbladen. 7
Formelsamling Byggnadsteknik Tentamen 2017 (2 sidor)