Tentamenvragen vak CT jaar 2011/2012 prof.dr.ir. Michiel Haas

Transcriptie

1 Algemeen milieu Tentamenvragen vak CT jaar 2011/2012 prof.dr.ir. Michiel Haas Vraag MI-1 Waardoor wordt het broeikaseffect waarschijnlijk veroorzaakt? De meeste wetenschappers zijn het er over eens dat de aarde aan het opwarmen is doordat de warmte instraling van de zon welke door de aarde wordt gereflecteerd, in de atmosfeer wordt vastgehouden, waardoor de aarde onvoldoende kan afkoelen. Maar wat is daar de oorzaak van? door uitstoot van schadelijke stoffen van auto s en vliegtuigen, maar ook door verwarmingen door verbranding van hout en biovergassing, daardoor komt veel C2 vrij, dat bijdraagt aan het broeikaseffect door verbranding van fossiele brandstoffen als kolen, aardolie en gas door uitbarstingen van vulkanen waardoor er veel stof in de atmosfeer komt Vraag MI-2 Wat zijn nagroeibare grondstoffen? In de bouwwereld wordt weleens gesproken over nagroeibare grondstoffen, maar wat zijn dat eigenlijk? stoffen voor bedekking van de grond, waar doorheen planten kunnen groeien. Bedoeld om te zorgen dat de grond niet meteen wegspoelt, zodat daarna de volgroeide planten de bodem kunnen vasthouden grondstoffen die groeien, zoals bomen, riet en vlas hele specifieke grondstoffen, die na te zijn aangebracht nog nagroeien. Bijvoorbeeld een schutting van wilgentenen, die na aanbrengen weer uitlopen dat zijn bodembedekkers Vraag MI-3 Waar staat LCA voor? In verhandelingen over het milieu kom je de afkorting LCA regelmatig tegen, maar wat betekent het eigenlijk? levenscyclusanalyse, een methode om materialen en producten te beoordelen van wieg tot graf, dus van de winning van de grondstof tot aan de afvalfase of de recycling long carbon agens, een lange keten van moeilijk afbreekbare koolstoffen dit is helemaal geen milieu term Lead-Carbon-Antimoon, een metaal dat heel lang mee gaat en moeilijk bewerkbaar is. Doordat het zo lang meegaat, is het een duurzaam metaal Vraag MI-4 Komt de Malaria mug naar Nederland? ndanks dat Europa warmer is geworden is de malaria vrijwel verdwenen. Nu dreigt hij weer terug te komen. Hoe kan dat? volslagen onzin, malaria is in de noordelijke streken volledig uitgeroeid door het droogleggen van moerassen de mug is het dodelijkste dier ter wereld. De malaria mug trekt steeds verder naar het Noorden door opwarmende aarde en doordat we steeds meer water aanleggen in het kader van Tentamenvragen CT / jaar /10

2 ecologisch beheer en watermanagement de malaria mug is resistent tegen de bestrijdingsmiddelen geworden en kan zich daardoor weer vermenigvuldigen door het broeikaseffect en de daarmee samenhangende opwarming van de aarde, wordt de malaria mug al af en toe in Nederland gezien. Vraag MI-5 Wat is duurzame energie? Duurzame energie is een belangrijk item in de milieudiscussie, maar wat moeten we er eigenlijk onder verstaan? energie die is opgewekt uit duurzame grondstoffen zoals kolen en gas energie die langdurig beschikbaar is, zoals kernenergie schone energie, hoe opgewekt maakt niet uit, maar de uitstoot is niet schadelijk, zoals bijvoorbeeld kernenergie energie die is opgewekt door middel van niet fossiele grondstoffen als zon, wind, water Vraag MI-6 We hebben steeds vaker overstromingen van onze rivieren in Nederland, hoe komt dat? Als het sterk regent in Zuid-Duitsland, Zwitserland en Frankrijk overstromen de rivieren in Nederland omdat: het warmer wordt, smelten de gletsjers sneller en daardoor krijgen we een overaanbod aan water met daarnaast de hevige regenval; samen is dat te veel de regenval tegenwoordig veel sterker is vanwege het broeikaseffect en daar zijn de rivieren niet op berekend de zeespiegel stijgt, kan het water niet meer goed uit de rivieren stromen, waardoor het pijl hoger wordt en overstromingen in de delta Nederland het gevolg zijn er een overaanbod aan water is vanwege de klimaatverandering en de rivieren geen buffers meer hebben en alles recht getrokken is, waardoor het water zo snel mogelijk wordt afgevoerd Vraag MI-7 Wat zijn de verwachte gevolgen van de opwarming van Europa voor Nederland? Volgens het KNMI is de afgelopen eeuw Europa opgewarmd met 0,6 gr Celsius. De verwachting voor de 21ste eeuw is een opwarming van 1 tot 6 gr Celsius. een stijging van de zeespiegel met 1 tot 6 meter. Het westelijk deel van Nederland loopt onder water als we niets ondernemen Nederland wordt in de winter natter en in de zomer droger. Er zullen meer weerextremen optreden. Rivieren zullen erg afhankelijk zijn van de hoeveelheid neerslag en minder van smeltwater de zeespiegel zal met ca. 0,60 m stijgen en we zullen daar weinig problemen van ondervinden de hele opwarmingsproblematiek is achterhaald Tentamenvragen CT / jaar /10

3 Vraag MI-8 Cradle to cradle (C2C) Door Michael Braungart en William McDonough is C2C beschreven en in verschillende landen ook succesvol ingevoerd, waaronder Nederland. Maar wat wordt er eigenlijk mee bedoeld? C2C is een nieuwe manier om tegen recyclen aan te kijken C2C is een wieg tot wieg benadering van de milieuproblematiek. Je kunt producten recyclen op hun eigen product niveau, of juist alleen maar op een lager niveau. Een hemelwaterafvoer wordt riolering, wordt stoeppaal, wordt beschoeiing, C2C weert zich hier tegen en wil geen downcycling, maar upcycling C2C is een mooi en goed verkopend verhaal uit de oude doos Braungart is chemicus en let erop dat er geen gevaarlijke stoffen in het product terecht komen. Is dat het geval dan voldoen ze aan C2C Vraag MI-9 Hebben Koolmezen last van het opwarmende klimaat? De koolmees heeft problemen met het steeds warmer worden van het klimaat. Wat is zijn probleem en hoe past hij zich aan? de koolmees houdt niet zo van de warmte en wil eigenlijk naar een noordelijker gelegen gebied verhuizen waar het koeler is, maar zijn voedsel leeft daar niet Koolmezen worden gejaagd door roofvogels als de buizerd, die door het warmer worden nu ook in onze streken komen jagen de koolmees is een van de weinige dieren die UV-licht kan waarnemen, het mannetje heeft een zwarte band die dit UV-licht weerkaatst en daarmee beoordeelt het vrouwtje welke man ze moet hebben. Maar de veren van het mannetje weerkaatsen minder goed het UV-licht waardoor ze niet tot paren komen Koolmezen voeden hun jongen met rupsen, die steeds vroeger over gaan tot pop, waardoor de koolmees vroeger moet broeden om nog het juiste voedsel te hebben voor de jongen Vraag MI-10 Waarom mag een vegetariër een grotere auto rijden? Marianne Thieme van de Partij voor de dieren zei: een vegetariër in een Hummer is minder vervuilend dan een vleeseter in een Toyota Prius. Kan dit kloppen? voor de productie van vlees zijn veel milieuvervuilende zaken nodig als verwarming en stallen enz. uitspraak is waarschijnlijk koeien laten scheten en boeren lachgas, dat is een sterk broeikasgas, 310 x sterker dan C2; uitspraak klopt. Tentamenvragen CT / jaar /10

4 een mens die vlees eet veroorzaakt daarmee een uitstoot van kg C2, dit komt overeen met ca km Hummer of km Prius; uitspraak klopt niet. we rijden jaarlijks ca km, het verschil tussen een Hummer en een Prius in C2 uitstoot is ruim kg. C2, dat veroorzaakt een koe in ca. 4 maanden; de uitspraak klopt dus Vraag MI-11 Dezelfde C2 kan een verschillend effect hebben, klopt dit? Bij milieuberekeningen maken we onderscheid tussen kortcyclische C2 uitstoot en langcyclische C2 uitstoot. Kortcyclische C2 wordt door planten opgenomen en komt binnen enkele jaren weer vrij door rotting van bijvoorbeeld bladeren. Langcyclische C2 komt vrij bij verbranding van fossiele brandstoffen. Die C2 was al miljoenen jaren opgeslagen. f is dit onderscheid onzin? het onderscheid is niet zinvol, C2 is C2, beide dragen evenveel bij aan het broeikaseffect. het broeikaseffect wordt niet veroorzaakt door C2 uitstoot kortcyclische C2 is anders van samenstelling dan langcyclische C2 en daarom moeten ze verschillend behandeld worden kortcyclische C2 draagt niet bij aan het broeikaseffect omdat het geen extra C2 is en daarom is dit onderscheid zinvol Vraag MI-12 Waar staan de 3 P s voor? planten, planeten en projecten people, profit and project people, planet and profit/prosperity plants, planet and profit Mechanische/chemische materiaal eigenschappen Vraag ME-1 Bij het berekenen van constructies maken we gebruiken van: spanning = kracht gedeeld door oorspronkelijk oppervlak (de engineering stress) spanning = kracht gedeeld door A m waarbij A m het pure oppervlak is exclusief luchtporiën spanning = kracht gedeeld door het werkelijke oppervlak tijdens groeiende belasting ( true stress) spanning = E/A m Vraag ME-2 Bij het berekenen van constructies maken we gebruiken van: rek = E/A m waarbij A m het pure oppervlak is exclusief luchtporiën rek = spanning maal E rek = L/L o ( engineering strain) met L o = oorspronkelijke lengte rek = L/L w met L w = werkelijke lengte tijdens uitvoeren trekproef Vraag ME-3 Bij een taaie breuk: vindt men een blijvende verlenging met een plotselinge breuk vindt men geen blijvende verlenging maar kost het tijd voordat het proefstuk breekt (dus een waarschuwing voordat breuk optreedt) vindt men een blijvende verlenging en constateert men grote vervormingen voordat het proefstuk uiteindelijk breekt vindt men minstens een breukrek van 200% Vraag ME-4 Bij een brosse breuk: vindt men een blijvende verlenging met een Tentamenvragen CT / jaar /10

5 plotselinge breuk vindt men geen blijvende verlenging maar kost het tijd voordat het proefstuk breekt (dus een waarschuwing voordat breuk optreedt) vindt men een blijvende verlenging en constateert men grote vervormingen voordat het proefstuk uiteindelijk breekt vindt men geen blijvende verlenging en treedt de breuk plotseling (dus zonder een waarschuwing) op Vraag ME-5 Een brosse breuk: vindt alleen plaats bij glas vindt alleen plaats bij ongewapend beton vindt plaats bij gietijzers maar niet bij staalsoorten vindt plaats bij gietijzers en soms bij staalsoorten bij een lage temperatuur Vraag ME-6 Massa is uitgedrukt in: N kgf J kg Vraag ME-7 Soortelijke Massa is uitgedrukt in: N/m 3 kgf/m 3 J/m 3 kg/m 3 Vraag ME-8 Volumieke Massa wordt berekend als massa gedeeld door uitwendige volume gewicht gedeeld door uitwendige volume massa gedeeld door volume exclusief holle ruimte gewicht gedeeld door volume exclusief holle ruimte Vraag ME-9 Soortelijke Massa wordt berekend als massa gedeeld door uitwendige volume gewicht gedeeld door uitwendige volume massa gedeeld door volume exclusief holle ruimte gewicht gedeeld door volume exclusief holle ruimte Vraag ME-10 Gewicht is uitgedrukt in: N kgf J kg Vraag ME-11 1 N/mm 2 = 1 Pa 1 MPa 1 GPa 1 mpa Vraag ME-12 Tentamenvragen CT / jaar /10

6 De treksterkte is: de spanning bij de breuk de spanning waarboven het spanning-rek diagram niet meer lineair is de grootste waarde in het spanning-rek diagram waarbij spanning = kracht/a oorspronkelijk de grootste waarde in het spanning-rek diagram waarbij spanning = kracht/a werkelijk Vraag ME-13 Bij sterkteberekeningen gebruiken we de: de gemiddelde waarde uit een aantal proeven de waarde uit een aantal proeven die in 95% van alle metingen wordt onderschreden de waarde uit een aantal proeven die in 95% van alle metingen wordt overschreden de laagst gemeten waarde Vraag ME-14 Bij sterkteberekeningen van staalconstructies gemaakt met gewoon constructiestaal gebruiken we de: de gemiddelde waarde van de vloeigrens uit een aantal proeven de waarde van de vloeigrens uit een aantal proeven die in 95% van alle metingen wordt onderschreden de waarde van de vloeigrens uit een aantal proeven die in 95% van alle metingen wordt overschreden de gemiddelde waarde van de treksterkte uit een aantal proeven Vraag ME-15 Wat verstaan we onder warmtegeleidingscoëfficiënt λ?: de thermische geleidbaarheid of warmtegeleidingscoëfficiënt is een materiaalconstante die aangeeft hoe goed het materiaal warmte geleidt een isolatiemateriaal heeft een goede warmtegeleidingscoëfficiënt en daardoor een hoge λ waarde een warmtegeleidingscoëfficiënt geeft aan hoe goed het materiaal isoleert, maar is geen materiaalconstante maar een constructie afhankelijke waarde thermische isolatoren hebben een lage λ waarde, geleiders een hoge Materiaal eigenschappen Vraag MA-1 Materiaaleigenschappen beton, wat is juist? Beton en staal hebben allebei specifieke materiaaleigenschappen, hieronder de eigenschappen van beton. beton kan meer drukspanning aan dan staal beton kan minder drukspanning aan dan staal en kruipt meer dan staal beton kan evenveel drukspanning aan als staal beton kan minder drukspanning aan dan staal maar kruipt minder dan staal Vraag MA-2 Hoogbouw in hout, kan dat? Je kunt hoogbouw (>5 verdiepingen) uitvoeren in verschillende materialen. Gebruikelijk zijn beton en staal, maar is het ook mogelijk hout te gebruiken? hout is in de vezelrichting vele malen sterker dan in de dwars-richting, dit heeft gevolgen voor de verbindingen (het hout splijt snel), het kan dus niet de grens voor houtskeletbouw ligt bij 4 verdiepingen, het kan dus niet in hout je moet onderscheid maken tussen houtskeletbouw en massief houtbouw met gelijmde liggers en kolommen. In hout massief bouw is het mogelijk hoger te bouwen. Er kan tot 10 verdiepingen hoog gebouwd worden in hout je kunt wel overspanningen maken van bijvoorbeeld 170 meter, (mooie voorbeelden), maar je kunt niet de hoogte in met hout Tentamenvragen CT / jaar /10

7 Vraag MA-3 Is het mogelijk om plastic uit maïs te maken? Plastic is een fantastisch materiaal, we kunnen er erg veel van maken, maar steeds duidelijker wordt dat het niet afbreekbaar zijn een enorme milieubelasting betekent. Kunnen we ook biologisch afbreekbaar plastic maken uit bijvoorbeeld maïs? de ontwikkelingen zijn veelbelovend, binnenkort kunnen we treindeuren uit agroplastic verwachten, dus het kan we kunnen plastic inmiddels door bacteriën laten afbreken, we hebben dus geen ander plastic nodig bruikbaar plastic maken uit planten is nog niet mogelijk de eerste aanzetten voor plastic uit planten zijn gemaakt, zie plastic zakken bij de biowinkels. Maar het product is nog niet bruikbaar en wordt daarom bijgemengd bij de normale plastics om langzaam een overgang te maken Vraag MA-4 Wat is het beste isolatiemateriaal voor de begane grond vloer van een bestaande woning? In een bestaande woning kun je de begane grondvloer boven de kruipruimte op vele manieren isoleren. Wat is de minst milieubelastende keuze? meest milieuvriendelijke oplossing is schapenwol, een prachtig isolatiemateriaal en wordt niet vochtig PUR schuim is de beste oplossing, omdat het weinig materiaal vraagt en naadloos is aan te brengen glaswol is vrijwel geheel uit gerecycled glas gemaakt en heeft daarom de minste milieubelasting een hele dunne plasticfolie waarop aluminium is gedampt reflecteert de warmte en isoleert door luchtkussens. Daar er maar erg weinig materiaal nodig is, is dit de beste oplossing Vraag MA-5 Wat zijn non-ferro metalen? alle metalen zijn non-ferro metalen staal is een ferro metaal, alle andere metalen zijn non-ferro metalen de edele metalen als goud, zilver en platina zijn non-ferro metalen alle niet magnetische metalen noemen we non-ferro materialen Vraag MA-6 Wat is het verschil tussen het hoogoven en elektro-oven proces? in een hoogoven wordt ruw ijzer geproduceerd uit ijzererts, met behulp van cokes en kalksteen, in een elektro-oven wordt uitsluitend uit schroot staal gemaakt uit beide processen komt ruw ijzer in een hoogoven wordt gebruik gemaakt van cokes als energiebron en in een elektro-oven wordt elektriciteit als energiebron gebruikt de elektro-oven is minder milieubelastend omdat er veel minder C2 vrij komt bij het productieproces van staal, dan wanneer de productie in de hoogoven op basis van cokes plaats vindt Vraag MA-7 Hoeveel procent van het staal wordt hergebruikt en hoeveel wordt er gerecycled? 98% van alle metalen wordt gerecycled, er is (nog) geen onderscheid te maken tussen hergebruik en recycling ongeveer de helft van de zware staaltoepassingen wordt hergebruikt, de rest wordt gerecycled staal wordt voor 100% hergebruikt alle metalen worden voor >90% gerecycled Tentamenvragen CT / jaar /10

8 Vraag MA-8 Wat is het verschil tussen staal en ijzer? ijzer en staal zijn het zelfde ijzer is de grondstof waar staal uit gemaakt wordt door andere metalen toe te voegen, zoals chroom, nikkel, enzovoort staal is een legering bestaand uit ijzer en koolstof (aandeel <1,9%), ijzer is een scheikundig element ijzer (FE) en staal (ST) zijn verschillende scheikundige elementen Vraag MA-9 Welk product is per ton minder milieubelastend, staal of beton? beton is wereldwijd verantwoordelijk voor 5% van de C2 uitstoot en is daardoor verreweg de grootste milieuvervuiler van de twee materialen de winning van ijzererts als basis voor staal is erg vervuilend, daarbij vraagt staal een hoge energie input om het product te maken, waardoor staal per ton aanzienlijk milieubelastender is dan beton staal en beton ontlopen elkaar in milieubelasting in de toepassing niet zo veel, doordat je in staal veel slanker kunt dimensioneren de grondstoffen voor beton zijn (politiek) veel schaarser (cement, zand en grind) dan ijzererts, dat weer meer energie vraagt voor de productie van staal, daarom ontlopen de twee elkaar in milieueffecten niet zo veel Vraag MA-10 Wat is een zogenaamde groene steen? een baksteen die gebakken is met groene stroom een natuursteen die gevonden wordt en daarmee dus eigenlijk nog een groentje is, ze worden in landen als België en Duitsland veelal gebruikt voor het basement van een woonhuis een baksteen die helemaal bemost is en er daardoor een beetje groenig uit ziet een niet gebakken baksteen die ca % water bevat Vraag MA-11 Wat is het verschil tussen de opbouw van loofhout en naaldhout? naaldhout heeft houtvaten en loofhout heeft houtvezels alleen loofhout heeft horizontale houtstralen naaldhout en loofhout hebben beide houtvaten, maar alleen naaldhout heeft harskanalen naaldhout heeft houtvezels en loofhout heeft houtvaten en houtvezels Vraag MA-12 Noem welke materialen nog moeilijk recyclebaar zijn: beton, hout, staal cement, gips, oude bitumineuze dakbedekkingen cellenbeton, thermoharders koper, lood Vraag MA-13 Wat betekent pig iron? is geen bouwkundige term, maar komt uit de varkenshouderij en betekent: een opgewonden beer ijzererts dat met de pikhouweel gewonnen wordt, dus een oude term vloeibaar ruwijzer pig iron = gietijzer Tentamenvragen CT / jaar /10

9 Begrippen Vraag BE-1 Wat is het verschil tussen durability en sustainability? In het Nederlands heeft het woord duurzaamheid een dubbele betekenis. Wat is de juiste betekenis? durability komt overeen met de Nederlandse duurzaamheid, het is duurzaam, blijft lang bestaan durability en sustainability zijn twee Engelse woorden met dezelfde betekenis, lange levensduur durability is de milieukundige duurzaamheid en sustainability is de lange levensduur kant van duurzaamheid durability is de lange levensduur kant van duurzaamheid en sustainability gaat over de milieukundige kant van duurzaamheid Vraag BE-2 Waar staat FSC voor? For Special Clients For Sustainable Climate Forest Stewardship Council FSC zijn de initialen van degene die het bosbouwprogramma in de derde wereld heeft ontwikkeld ter voorkoming van roofbouw op de tropische bossen en om te zorgen dat er eerlijke arbeidsomstandigheden zijn Vraag BE-3 Waar staat factor 20 voor? het betekent dat we de wereldwijde milieubelasting met een factor 20 moeten verminderen in 50 jaar tijd om min of meer tot een duurzame samenleving te komen het betekent dat de wereldwijde milieubelasting de komende 50 jaar met een factor 20 zal toenemen factor 20 betekent dat we op de wijze waarop we nu leven, 20 keer meer milieugebruiksruimte nodig hebben, dus de ecologische footprint van de mensheid vraagt 20 aardbollen als iedereen zo zou leven als de westerse wereld nu doet factor 20 is niet de juiste factor, von Weizecker had het over factor 4, twee keer minder milieubelasting van de producten en twee keer zo zuinig als mens is samen factor 4 Vraag BE-4 Bij het begrip exergie denken we aan: iets als de kwaliteit van de beschikbare energie het verkrijgen van extra energie door het eten van druivensuiker de verrichte arbeid de afname van de warmte in een systeem Vraag BE-5 Wat wordt verstaan onder de ecologische footprint? En hoe werkt dit systeem? ieder mens heeft 2,1 hectare footprint beschikbaar op deze wereld als we het eerlijk zouden verdelen we hebben met onze huidige consumptie meer aarde nodig dan we beschikbaar hebben, we plegen dus roofbouw op de aarde elke consumptie kan omgerekend worden in een oppervlakte die voor de productie ervan nodig is. Dat maakt het mogelijk om de milieu-impact van verschillend consumptiegedrag (leefstijlen) of van verschillende bevolkingsgroepen (landen) met elkaar te vergelijken, uitgedrukt in hectare het Eerlijke Aarde-aandeel: als alle bruikbare ruimte op aarde verdeeld wordt over alle mensen en de natuur voldoende ruimte krijgt om zichzelf te herstellen, dan zou elke bewoner gemiddeld recht hebben op 1,8 hectare Tentamenvragen CT / jaar /10

10 pen vragen voorbeelden / geen antwoorden Vraag V-1 Leg uit wat het verschil is tussen hergebruik en recycling, wat is het verschil in milieubelasting en welke materialen lenen zich wel voor hergebruik en recycling en welke materialen minder of helemaal niet. Motiveer je antwoord, niet slechts een opsomming, maar motiveer waarom. Vraag V-2 Noem minstens 6 aspecten waaraan FSC hout moet voldoen, de belangrijkste mag niet ontbreken. Vraag V-3 Wat is de reden dat er in Nederland een trend is om vooral Europees hout te gebruiken en zo min mogelijk hout uit tropische bossen? Geef een aantal verschillende redenen op. Vraag V-4 Hoe zou je er voor kunnen zorgen dat er meer hout in de bouw wordt toegepast. Geef aan de hand van een woning weer wat je allemaal redelijkerwijs in hout zou kunnen uitvoeren. Vraag V-5 Wat houdt de drie stappen strategie in? Geef de drie stappen in de juiste volgorde weer en geef steeds een voorbeeld bij een stap. Uit deze 45 meerkeuze vragen en uit de 5 open vragen wordt een keuze gemaakt voor het tentamen. Tenminste 10 vragen op het tentamen staan tussen deze vragen, maar het tentamen bestaat uit 30 meerkeuzevragen en 4 open vragen, dus alleen dit leren is onvoldoende, maar het helpt wel. Tentamenvragen CT / jaar /10