Beregningsoppdrag

Faggruppen for bygnings- og materialteknikk utfører beregninger på oppdrag for ulike aktører i byggebransjen. Prosjektene kan utformes etter oppdragsgivers ønske, både med hensyn til omfang og vurderingskriterier.

Det utføres både en- og todimensjonale simuleringer av fukt- og varmetransport, iht. forslag til europeisk standard (DRAFT prEN 15026) " Fuktberegninger ved numerisk simulering".

Aktuelle problemstillinger

Aktuelle vurderinger av kompakte tak:

• Uttørkingsevne
• Fuktfordeling i ulike materialsjikt over tid
• Massestrømmer: Gjennom hvilke overflater foregår uttørkingen?
• Risiko for biologisk vekst (mugg og råte) på overflater
• Ønskede egenskaper for materialer i utviklingsfase

Aktuelle vurderinger av kalde, luftede tak:

• Strømningsforhold i luftespalte
• Vurdering av fare for snøinndrift gjennom raft
• Temperaturfordeling

Aktuelle vurderinger av veggkonstruksjoner:

• Uttørkingsevne
• Fuktfordeling i ulike materialsjikt over tid
• Risiko for biologisk vekst (mugg og råte) på overflater
• Kondensfare
• Ønskede egenskaper for materialer i utviklingsfase
• Slagregnpåkjenning

• Fukttekninsk analyse av kompakte takelementer med WUFI 2D - bruk av massivtre og limtre som bærekonstruksjon i kompakte tak . Utført for Moelven Industrier.

• Simulering av uttørkingsevne for kompakte tak med WUFI 1D- Variasjoner i uttørkingsevne i forhold til materialvalg og geografisk plassering. Utført for Protan.

• Simulering av uttørkingsevne for kompakte tak med WUFI 1D i løpet av 30 år. Vurdering av betydning av innebydge fuktmengder og valg av tekningsmateriale og dampsperre. Utført for Protan.

Egne prosjekter

• Simulering av varmetransport i vindusrammer med hulrom ved bruk av FLUENT. Doktoravhandling ved NTNU av Arild Gustavsen. Hent avhandlingen her.

• Simulering av luftstrømning i skrå isolerte kalde tak med FLUENT.

• Verifisering av målte data for fuktinnhold i kompakte tak ved bruk av WUFI 1D, WUFI 2D og WUFI BIO.

• Simulering av koblet fukt- og varmetransport i ulike typer kompakte rettvendte tak med WUFI 2D.

Publikasjoner

Egne prosjekter er dokumentert ved ulike publikasjoner, som er angitt nedenfor.

Gustavsen A., Griffith B.T., and Arasteh, D. (2001) Three-Dimensional Conjugate Computational Fluid Dynamics Simulations of Internal Window Frame Cavities Validated Using Infrared Thermography , ASHRAE Transactions, Vol. 107, pp. 538-549.

Gustavsen, A., Griffith, B.T., and Arasteh, D. (2001). Natural Convection Effects in Three-Dimensional Window Frames with Internal Cavities , ASHRAE Transactions, Vol. 107, pp. 527-537.

Gustavsen, A. (1999). Comparison of Nusselt number correlations for convection heat transfer in a cavity , Proceedings of the 5th Nordic symposium on building physics, Vol. 1, pp. 201-208.

Mikkel Oustad (2003). Fukt- og varmetransport i kompakte tak. Fordypningsprosjektoppgave ved Institutt for bygg, anlegg og transport, NTNU, Trondheim.

Mikkel Oustad (2004). Eksperimentell verifisering av numeriske beregninger av koblet fukt- og varmetransport i kompakte tak. Hovedoppgave ved Institutt for bygg, anlegg og transport, NTNU, Trondheim.

Vidar Hoseth (2003). Lufting av skrå isolerte tak. Fordypningsprosjektoppgave ved Institutt for bygg, anlegg og transport, NTNU, Trondheim.

Vidar Hofseth (2004). Studie av luftede takkonstruksjoner - Luftstrømninger i luftede skrå isolerte tak og snøinndrift i raftkonstruksjoner . Hovedoppgave ved Institutt for bygg, anlegg og transport, NTNU, Trondheim.

Programvare

Faggruppe for bygnings- og materialteknikk har lisenser for en rekke programmer og kompetanse til å utføre simuleringer av fukt- og varmetransport i bygningskonstruksjoner med ulik kompleksitetsgrad.

Hvilke beregningsmodeller som skal benyttes avgjøres i forhold til konstruksjonstype og de forskjellige transportmekanismenes antatte betydning i forhold til aktuell sitasjon. De mest komplekse modellene kan gi minst grunnlag for usikkerhet i resultatene, men er samtidig mest ressurskrevene. I mange tilfeller vil det være tilstrekkelig å benytte de forenklede modellene, dersom de utelatte faktorene er ubetydelige i forhold til en reell situasjon.

Siden de komplette modellene er svært ressurskrevende å bruke, vil det ofte være hensiktsmessig å benytte forenklede modeller dersom dette anses å være tilstrekkelig i forhold til påliteligheten til resultatene. Det utføres simuleringer av bygningskomponenter i laboratorie eller forsøkshus der man har målte verdier for fuktinnhold i ulike materialsjikt. Dette gjøres for å kvalitetssikre de ulike beregningsverktøyene i forhold til simulering av fukt- og varmetransporten i ulike konstruksjoner.

Nedenfor følger en kort beskrivelse av de enkelte beregningsverktøyene vi benytter til fukt- og varmetekniske vurderinger av ulike typer bygningskonstruksjoner. Ytterligere informasjon kan hentes ved å følge de enkelte lenkene.

• Todimensjonal beregning av varmeledning i vinduer, vegger, fundamenter, tak og dører
• Vurdering av kuldebroer
• Evaluering av en bygningskomponents energieffektivitet og temperaturfordeling.

• Endimensjonalt beregningsverktøy for transiente (over tid) beregninger av fukt- og varmetransport i bygningskomponenter.
• Inkluderer de viktigste faktorene for fukt- og varmetransport, unntatt konveksjon (transport ved luftstrømning).
• Velegnet til vurdering av fuktfordeling, uttørkingsevne, kondensfare, virkning av slagregn.

• Todimensjonalt beregningsverktøy for transiente (over tid) beregninger av fukt- og varmetransport i bygningskomponenter.
• Inkluderer de viktigste faktorene for fukt- og varmetransport, unntatt konveksjon (transport ved luftstrømning).
• Egner seg for bruk ved vurderinger av bygningskomponenter med en mer kompleks utforming.

WUFI BIO

• Beregningsverktøy for vurdering av risiko for biologisk vekst på ulike overflater i bygningskonstruksjoner.
• Beregner risikoperioder og mulig vekstutbredelse på utsatte overflater i forhold til tid.
• Beregningsgrunnlaget kan være resultater fra WUFI 1D/2D eller eksperimentelle data.

WUFI CFD (under utvikling)

• Todimensjonalt beregningsverktøy for transiente (over tid) beregninger av fukt- og varmetransport i bygningskomponenter.
• CFD-program ( CFD = Computational Fluid Dynamics): Inkluderer også konveksjon som transportmekanisme.

• "Komplett" beregningsmodell
• CFD-program ( CFD = Computational Fluid Dynamics)
• Benyttes til å modellere og simulere fluid strømning, varmetransport, massetransport, kjemiske reaksjoner, mekanisk bevegelse etc.
• FLUENT kan simulere de fleste typer strømninger både i 2D og 3D.