Faglig innhold

Dette kurset dekker grunnleggende emner og anvendelser knyttet til bruk av ikke-destruktive teknikker (NDT) som kan brukes i laboratorier eller in situ for å overvåke tilstanden til en bygning eller dens komponenter. Grunnleggende konsepter som vil bli gjennomgått før introdusering av ikke-destruktive teknikker som brukes i tilstandsovervåking av det bygde miljøet er kapillaritet, elektriske og dielektriske egenskaper; termisk stråling og varmeoverføring (infrarød stråling, termisk masse og konduksjon), overflateinteraksjoner (kolorimetri og spektral refleksjon, hygienisk og termisk likevekt), akustisk og bølgefysikk (bølgehastighet og impedans, akustisk emisjon med amplitude, frekvens og antall treff), funksjon og bruk av sensorer, og metoder for å utføre målinger.

I forelesningene vil prosedyren for å utføre tilstandsovervåking av en bygningskomponent eller struktur bli presentert, sammen med fokus på bruk av de vanligste ikke-destruktive metodene. Eksempler på ikke-destruktive teknikker som vil bli presentert: Ultralyd, akustisk emisjon, inspeksjonsmetode for væskepenetrant, fuktighetsmålere som kapasitive, resistive og mikrobølgebåndinspeksjonsteknikker, kolorimeter, infrarød termografi og hygrometre/termometre for måling av miljøforhold på byggeplassen.

Hver NDT-metode vil bli presentert ved å forklare de grunnleggende prinsippene for metoden, utfordringer ved bruk samt dens pålitelighet. I tillegg vil det bli diskutert hvilke parametere som er viktigste å overvåke for å vurdere nedbrytning og forvitring på det bygde miljøet i forhold til den valgte inspeksjonsmetoden.

Virkningen av klimaendringer og klimaets påvirkning på forvitring av bygninger eller materialer som utgjør det bygde miljøet, dvs. skademekanismer utløst av temperatur, nedbør, fuktighet og/eller frost, vil bli vektlagt gjennom hele kurset. Dette fokuset strekker seg utover generell forfall og dekker avanserte klimainduserte nedbrytningsmekanismer, inkludert volumetrisk utvidelse/kontraksjon, mikrosprekkinitiering på grunn av hygieniske endringer, og de mekaniske effektene av ekstreme værhendelser. Studentene vil få en dyp forståelse av den langsomme, kumulative skaden fra gjentatte daglige sykluser som samhandler med den raske svikten forårsaket av sjeldne ekstreme belastninger med høy belastning. Et sentralt mål er å illustrere at det endelige nivået av materialskade i en bygning er summen av hele den historiske sekvensen av disse kombinerte utmattingssyklusene, ikke bare de isolerte hendelsene. Derfor er kursstrukturen utformet for å lære studentene hvordan de kan bruke ikke-destruktive teknikker (NDT) for å kvantifisere og oppdage denne overfladiske/sub-overfladiske, ofte usynlige skaden, og hvordan de kan sette opp robuste tilstandsovervåkingssystemer for å oversette sanntids miljødata til effektive, proaktive strategier for langsiktig tilpasning til klimaendringer og bevaring av det bygde miljøet.

Studentene vil i løpet av øvelsen/den praktiske aktiviteten lære hvordan de kan utarbeide data samlet inn via ikke-oksidative tester (NDT) og lære hvordan de kan gjenkjenne nedbrytnings- og forvitringsmekanismer på bygninger eller deres komponenter.I løpet av kurset vil en casestudie bli analysert, noe som gir studentene muligheten til å personlig bruke noen av NDT-ene som presenteres i timen.

Studentene vil foreta sine egne målinger med disse teknikkene og lære hvordan de kan utarbeide dataene som er samlet inn for å gjennomføre egen evaluering av tilstandsovervåkingen av casestudiebygningen som undersøkes.

Læringsutbytte

Kunnskap:

NDT-valg og begrunnelse: Velg og begrunn kritisk den mest passende ikke-destruktive testteknikken (NDT) for inspeksjon av spesifikke bygningskomponenter, materialer eller hele konstruksjoner.

Materialfølsomhetsanalyse: Forstå og tolk den iboende følsomheten til bygninger eller kulturminnematerialer (f.eks. tre, stein, malingslag) for ulike miljøstressfaktorer, inkludert temperatur, fuktighet og stråling.

Gjenkjenning av nedbrytningsmekanismer: Gjenkjenne og klassifisere ulike klimainduserte nedbrytningsmekanismer, inkludert tegn på materialutmatting (lavsyklus- og høysyklusutmatting) og de direkte og indirekte virkningene av klimaendringer på det bygde miljøet.

Felttilstandsovervåking: Design, implementer og administrer praktiske tilstandsovervåkingsprogrammer i virkelige, feltbaserte scenarier for effektivt å spore strukturell helse og miljøstressfaktorer over tid.

Ferdigheter: Ved slutten av kurset skal studenten kunne velge den mest passende ikke-destruktive teknikken for å inspisere en bygning, en komponent eller et spesifikt materiale. Studenten skal være i stand til å forstå materialers følsomhet for ulike klimaparametere som temperatur, fuktighet og stråling, samt å gjenkjenne klimainduserte nedbrytningsmekanismer, inkludert tegn på klimaendringer. Studenten må kunne overvåke tilstandsovervåking i reelle tilfeller i felten.

Generell kompetanse: Studenten må ha generell kompetanse knyttet til grunnleggende og anvendt fysikk med sikte på tilstandsovervåking av konstruksjoner og/eller materialer som utgjør det bygde miljøet. Studenten må ha forutsetninger for å kunne utføre feltarbeid knyttet til generisk tilstandsovervåking.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger og øvelser må være de sentrale undervisningsmetodene og aktivitetene. Studentene skal gjennomføre selvstudium for å forstå de viktigste ikke-destruktive teknikkene, deres anvendelse og fysikken bak dem, presentert i timene.

Anbefalte forkunnskaper

Grunnleggende kunnskap om miljøparametere, materialer i det bygde miljøet, forplantning av elastiske og elektromagnetiske bølger i materialer, kapillaritet, termisk stråling og varmeoverføring, sensorer og målinger. I tillegg kan kunnskap om skadefunksjoner være en fordel.

Kursmateriell

Det finnes ingen lærebok som dekker alle emnene i dette kurset, derfor vil læringsmateriellet være følgende: forelesningsnotater og PowerPoint- presentasjoner, utvalgte forskningsartikler og utvalgte bokkapitler.