In Sweden, a large share of residential buildings was built more than 50 years ago. Consequently, old materials, poor maintenance, and corrosion can affect the structural performance of these buildings. Additionally, these buildings do not meet the latest energy efficiency and Eurocode regulations. Building retrofits can improve structural strength and resident safety, as well as the energy efficiency of the buildings. Common retrofitting methods are unsustainable in terms of costs, duration, and disruptions to resident’s lives. A sustainable method for structural and energy upgrades is needed in order to retrofit such kind of structures in an efficient way. This master thesis aims to identify an innovative structural and energy retrofitting solution for reinforced concrete buildings that are reaching the end of their service life as well as to provide an environmental impact assessment of this whole process. A multi-family building built in 1972 in Ronneby, Sweden, with reinforced concrete load-bearing walls and slabs was considered as a case study. An integrated retrofitting strategy based on an addition of cross-laminated timber (CLT) panels, insulation, and claddings to the external walls to increase the horizontal load-bearing capacity and energy efficiency of the building was applied in this study. Steel tubes and fiber-reinforced polymers (FRP) are used to increase the load-bearing capacity of the internal load-bearing walls and slab compared to the original ones, mostly for vertical loads. For the structural analysis based on the Eurocode regulations, the software RFEM was used to model and analyze the building before and after retrofitting. In addition to that, dynamic thermal simulation was performed with VIP-Energy software to analyze the service life energy consumption before and after retrofitting of the building. Life cycle assessment following the European standard SS-EN 15978 was used to assess the environmental impacts including global warming potential (GWP), acidification potential (AP), and eutrophication potential (EP). The environmental impact of the existing building was compared with the retrofitted case, during a 50-year service life. The results show that after the retrofitting in the load-bearing walls, the internal shear forces induced by wind loads decreased by 38%. Also, the load-bearing capacity of the slabs was increased by 350% in the critical areas. Regarding GWP, AP and EP all decreased by 30% in the retrofitted case. The results indicate that by retrofitting the building, structural performance and safety increase, and moreover the environmental impact of the building is minimized.

Power and cooling costs are some of the highest costs in data centers today, which make improvement in energy efficiency crucial. Energy efficiency is also a major design point for chips that power whole ranges of computing devices. One important goal in this area is energy proportionality, arguing that the system's power consumption should be proportional to its performance. Currently, a major trend among server processors, which stems from the design of chips for mobile devices, is the inclusion of advanced power management techniques, such as dynamic voltage-frequency scaling, clock gating, and turbo modes. A lot of recent work on energy efficiency of database management systems is focused on coarse-grained power management at the granularity of multiple machines and whole queries. These techniques, however, cannot efficiently adapt to the frequently fluctuating behavior of contemporary workloads. In this paper, we argue that databases should employ a fine-grained approach by dynamically scheduling tasks using precise hardware models. These models can be produced by calibrating operators under different combinations of scheduling policies, parallelism, and memory access strategies. The models can be employed at run-time for dynamic scheduling and power management in order to improve the overall energy efficiency. We experimentally show that energy efficiency can be improved by up to 4x for fundamental memory-intensive database operations, such as scans.

Smart Grids technologies cover a wide range of applications, from energy efficiency to load adjustments. However, they still rise interrogations and doubts around their economic benefits and environmental improvements. Therefore, this thesis aims to understand and highlight the benefits of smart grids technologies applied to an urban development project of new neighborhood. For such a perimeter, it is first necessary to clearly define the smart grids considered, the stakeholders involved and the new tools that smart grids technologies bring. Therefore, this thesis highlights how, for an urban development project, the economic value of smart grids mainly lies in the reduction of infrastructure and tools to monitor and maintain energy performance of a neighborhood in its operational phase. Furthermore, the introduction of intermittent and decentralized production, facilitated by smart grids technologies, aims to extent the considered scale to tackle energy questions, from the building scale to the district scale. Therefore, new actors and governance practices may need to emerge in order to support Smart Grids technologies. / Smarta nät teknik täcker ett brett spektrum av tillämpningar, från energieffektivitet att ladda justeringar. Men de fortfarande stiga förhör och tvivel kring deras ekonomiska fördelar och miljöförbättringar. Därför denna avhandling syftar till att förstå och lyfta fram fördelarna med smarta nät teknik inom ett stadsutvecklingsprojekt av ny stadsdel. För en sådan omkrets, är det först nödvändigt att tydligt definiera de smarta elnät anses, berörda aktörer och de nya verktyg som smarta nät teknik medför. Därför belyser avhandlingen hur en stadsbyggnadsprojekt, ligger det ekonomiska värdet av smarta nät främst i minskningen av infrastruktur och verktyg för att övervaka ochupprätthålla energiprestandan i en stadsdel i sin operativa fas. Dessutom har införandet av intermittent och decentraliserad produktion, underlättas genom smarta nät teknik, syftar till att utsträckning anses skala för att ta itu med energifrågorna, från byggnaden skala till distrikts skala. Därför kan nya aktörer och förvaltningspraxis måste dyka upp för att stödja smarta nät teknik.

The power and energy optimization of a device can lead to a reduced cost, smaller area, better temperature performance, and higher lifetime. Furthermore, in systems that have limited power budget, it allows running simultaneously more functionalities or using features that require higher power demand.Therefore, both from the user and the company perspective, the value of a product increases as the energy optimization improves. For nighttime surveillance video recording, it is common to use infrared illumination to light the targetscene, which draws a significant portion of the total camera energy consumption. This master thesis examines and discusses how stroboscopic infrared illumination can enhance the energy efficiency in videorecording cameras with rolling shutter image sensors. This report analyzes LED driver circuits, recommends methodologies, and sorts the most relevant parameters to help to dimension and design the illumination system for a light-strobing system. A promising field of use for this technique has been found to be the license-plate recognition (LPR) scenario, for which this thesis dedicates a chapter in this document. This project has been developed at AXIS Communications, where a prototype has been built for one of their network security cameras. The prototype has been tested for LPR for both strobing light systems and conventional IR lighting systems. The results obtained prove that the energy efficiency of the illumination system can be improved more than 95% when stroboscopic illumination is used. / Effektförbrukning och energioptimering av en produkt kan leda till lägre kostnad, mindre storlek, bättre temperaturprestanda och högre livslängd. I system med begränsad effektbudget möjliggör detta dessutom aktivering av fler funktioner samtidigt, eller användning av funktioner med högre strömförbrukning. Därmed gör energioptimering att produktens värde ökar både för användaren och för företaget som tillverkar den. För videoinspelning med övervakningskamera nattetid är det vanligt att använda infraröd belysning för att belysa scenen, vilket ofta förbrukar en betydande del av kamerans totala effektbudget. Detta examensarbete undersöker och diskuterar hur blixtrande (Eng. strobed) infraröd belysning kan förbättra energieffektiviteten vid videoinspelning med bildsensorer med rullande slutare. I denna rapport analyseras LED-drivkretsarna, metodik rekommenderas samt att de mest relevanta parametrarna för att dimensionera och designa ett belysningssystem baserad på strobed IR-belysning sorteras ut. Ett lovande användningsområde för denna teknik har visat sig vara LPR-scenariot (License Plate Recognition), vilket diskuteras i ett eget kapitel i denna rapport. Projektet har genomförts på AXIS Communications, där en prototyp har byggts baserat på en av dess nätverkskameror. Prototypen har utvärderats LPR-sammanhang med både strobed och konventionellt IR belysningssystem. De erhållna resultaten visar att energieffektiviteten hos belysningssystemet kan förbättras med mer än 95% när blixtrande belysning används.

No description available.

Buildings from the record year era are now 40 – 55 years old and in many cases in need of extensive renovation measures. This need for renovation could be seen as an opportunity to achieve overarching sustainability target levels and to perform renovation with a holistic approach. This thesis aims at creating support for the formulation and achievement of adequate environmental targets that relate to overarching Swedish Environmental Quality Objectives. The overall aim of the thesis is to contribute to an understanding of the current situation of environmental management in renovation processes. The scope of this thesis is limited to the aspects energy use and greenhouse gas (GHG) emissions from energy use and material production. This thesis contributes to this aim with a stepwise procedure for evaluation of measures together with a proposal for target levels for three environmental aspects. The first paper appended to this thesis investigates how six Swedish property owners performed renovation projects. From this paper it can be concluded that the main barrier (except economic ones) are characterized by lack of knowledge about overarching objectives and what aspects define a sustainable built environment. The second paper assesses embodied GHG emissions due to material production for the totality of measures needed to reduce operational energy demand per unit heated floor area by 50% compared with 1995. On a national level, embodied GHG emissions are estimated to be 12% of the reduction of GHG emissions achieved by operational energy demand reduction. The final paper appended to this thesis uses a case study building to illustrate a working procedure to identify project-specific target levels for three environmental aspects. In addition, it identifies indicative improvements necessary for the achievement of long-term targets for those aspects, which could be focused and further investigated in later project stages with the help of a long-term plan of action. / <p>QC 20160926</p>

In Sweden there is a shortage of housing whilst old, abandoned industrial buildingstake up space on desirable land. These buildings generally do not live up to today’s standards regarding comfort and energy efficiency and are therefore not used today. If these buildings were to be renovated into housing, they could help remedy the housing shortage. However, many of these buildings are protected from distortion by law which makes renovation and remodeling difficult. The purpose of this work has been to provide solutions for how an old industrialbuilding with cultural-historical values can be remodeled into housing. The solutions consist of floor plans and drawings modeled in Autodesk Revit. The possibilities and difficulties with this kind of project as well as solutions to expected problems are also presented in the report. This work was executed as a case study on one of the old locomotive depots in Bollnäs. Since the building for this project is an old locomotive depot, it is positioned close to the railroad. Noise and ground pollution are therefore important to consider and demand certain measures, for example retaining walls, noise barriers and excavation of polluted soil. An energy simulation of the building was made using BV2 to determine the energy usage of the building. The walls, roof and slab were additionally insulated for the purpose of meeting the demands of energy efficiency and comfort defined by BBR 29. The insulation had to be internally constructed in order to avoid distortion of the facade. Additionally, all windows and doors had to be made energy efficient while remaining aesthetically preserved. Internal insulation is generally problematic due to problems with moisture. The solution to this problem was to insulate the walls with polyurethane foam and the slab with cellular plastic. In order to make the building energy efficient, the building should be heated using district heating in combination with photovoltaic panels. This building is well suited for solar panels due to the large, black metal sheet roof and shadow free placement. The study shows the complexity of refurbishing this type of building. The renovation is extensive, and the floor plans are characterized by compromises. It is possible to renovate the building without distorting it. A better alternative would be to use the building for other functions such as a store, restaurant or bar. / I Sverige råder det bostadsbrist samtidigt som gamla industribyggnader stårövergivna på attraktiv mark. En anledning till att dessa byggnader i nuläget inteanvänds är att de av byggnadstekniska skäl inte uppfyller dagens krav på komfort och energieffektivitet. Om dessa byggnader skulle kunna göras om till bostäder vore deten lösning för att minska bostadsbristen. Många av dessa byggnader omfattas dock av förvanskningsförbud och varsamhetskrav vilket försvårar renovering och ombyggnation. Syftet med arbetet har varit att ta fram ett ändringsförslag på hur en gammal industribyggnad med ett kulturhistoriskt värde kan göras om till bostäder. Arbetet har också gått ut på att undersöka vilka möjligheter och svårigheter som finns vid ett sådant ändringsarbete och ta fram lösningar till eventuella problem. Arbetet utfördes i form av en fallstudie på ett av lokstallen i Bollnäs. Då byggnaden i projektet är ett gammalt lokstall ligger denna nära tågspåren. Buller och markföroreningar är därför viktigt att ta hänsyn till och kräver åtgärder i formav uppförandet av bullerplank och schaktning. En energisimulering gjordes av byggnaden i BV2 för att få ett värde på byggnadensenergianvändning. För att byggnaden ska kunna hålla en god komfort och klarakraven i BBR 29 tilläggsisoleras klimatskalet. Varsamhetskravet gör att all tilläggsisolering måste ske på byggnadens insida. Alla fönster och dörrar byts ut till energismarta sådana under förutsättning att de är estetiskt likvärdiga mot de ursprungliga för att motverka förvanskning. Att tilläggsisolera en gammal byggnad invändigt är ur fuktsynpunkt negativt. Lösningen på detta var att isolera väggarna med polyuretanskum och betongplattan underifrån med cellplast. För energieffektiviseringen valdes också att byggnaden skulle värmas med fjärrvärme då den ligger centralt och i nära anslutning tillfjärrvärmenätet. Denna typ av byggnad är väl lämpad för användning av solenergi tack vare dess stora svarta plåttak och skuggfria placering. Därmed valdes fjärrvärmen att kombineras med solcellspaneler. Studien visar att ändringsarbeten på denna typ av byggnader är komplexa. Energirenoveringen är omfattande och arbetet med planlösningarna präglas av kompromisser. Det är fullt möjligt att energirenovera byggnaden utan att förvanska den. Byggnaden i det här projektet vore dock bättre lämpad för exempelvis butik, restaurang eller krog än för lägenheter.

Världen står inför stora utmaningar berörande klimat och miljö vilket är direkt kopplat till energianvändning. Globalt sett ökar energibehovet hela tiden samtidigt som en stor del av energimixen fortfarande utgörs av fossila bränslen. Industrier är den sektor som står för den största energianvändningen, hela 38 % både globalt och lokalt i Sverige. För att kunna uppnå de mål som satts, bland annat FN:s globala mål och målen som ingår i Parisavtalet, så måste energianvändningen i bland annat industrier minska. I denna rapport presenteras en fallstudie som gjorts på en industrianläggning med flera tillhörande byggnader belägen i Sverige. I fallstudien har en energikartläggning utförts och tillhörande energieffektiviseringsförslag har rekommenderats. Anläggningen är en stålindustri och tillverkar verktyg till gruvindustrin. Syftet med arbetet var att kartlägga energianvändningen, lokalisera åtgärder att rekommendera för energieffektivisering och därefter utföra LCC- och nuvärdeskalkyler på förslagen. Energikartläggningen utfördes både på industrianläggningens stöd-och produktionsprocesser, medan energieffektiviseringsförslagen fokuserade på industrianläggningens stödprocesser som innefattar belysning, ventilation, tryckluft, ånga, lokalkomfort, pumpning, tappvarmvatten, interna transporter samt övriga okategoriserade stödprocesser. Målet med det var att ge förslag på hur industrin ska kunna minska sin energianvändning, vilket gynnar industrin, både ur ett ekonomiskt och miljömässigt perspektiv. För energikartläggningen tillhandahölls information främst genom kommunikation med anställda på fallföretaget och observationer i anläggningen. Flertalet antaganden har även gjorts, de gjordes vid tillfällen som annan information inte fanns tillgänglig och när beräkningar förenklades. Studien gav en klar bild av hur mycket energi fallföretaget använder årligen och hur energin är fördelad på industrianläggningens processer. Den visade även att en mängd åtgärdsförslag kunde läggas fram för fallföretaget för att minska deras energianvändning. Förslag lades fram i någon form för alla stödprocesser. LCC- eller nuvärdeskalkyler utfördes även på alla stödprocesser förutom ventilation. Industrianläggningens totala energianvändning under år 2022 var ca 47 131 MWh. Skulle fallföretaget välja att utföra de rekommenderade åtgärder som föreslogs så skulle, utifrån de kalkyler som gjorts, den nya energianvändningen bli 42 861 MWh vilket resulterar i en energibesparing på 4 270 MWh/år och en kostnadsbesparing på ca 6 400 000 kr/år. / The world is facing major challenges concerning climate and the environment, which are directly linked to energy use. Globally, energy demand is constantly increasing, while a large part of the energy mix still consists of fossil fuels. Industries is the sector responsible for the largest energy use, 38% both globally and locally in Sweden. To achieve the goals that have been set, including the UN's global goals and the goals included in the Paris Agreement, energy use in industries, among other things, must decrease. This report presents a case study made at an industrial plant with several associated buildings located in Sweden. In the case study, an energy audit has been carried out and associated energy efficiency measures have been recommended. The facility is mainly a steel machining industry with some complementary processes. The purpose of the work was to audit the energy use, locate measures to recommend for energy efficiency and then perform LCC and present value calculations on the proposals. The energy audit was carried out on both the industrial plant's support and production processes, while the energy efficiency measures focused on the industrial plant's support processes, which include lighting, ventilation, compressed air, steam, local comfort, pumping, tap water, internal transports and other uncategorized support processes. The goal was to provide suggestions on how the industry can reduce its energy use, which benefits the industry, both from an economic and environmental perspective. For the energy audit, information was provided mainly through communication with employees at the case company and observations in the facility. Some assumptions have also been made, they were made on occasions when other information was not available and when calculations were simplified. The study gave a clear representation of how much energy the case company uses annually and how the energy is distributed among the industrial plant's processes. It also showed that several measures could be put forward for the case company to reduce their energy use. Proposals were presented in some form for all support processes. LCC or present value calculations were also performed for all support processes except ventilation. The industrial plant's total energy use in 2022 was approximately 47 131 MWh. Should the case company choose to carry out the recommended measures that were proposed, based on the calculations made, the new energy use would be 42 861 MWh, which results in an energy saving of 4 270 MWh/year and a cost saving of approximately 6 400 000 SEK/year.

This study aims to compare the energy consumption of a supermarket according to field measurements and results from building’s simulation software. Additionally, measures of energy efficiency to minimize the energy intensity of the supermarket are investigated. For such purpose, an ICA MAXI hypermarket in Bålsta, Stockholm, with a total conditioned area of 6570 m2 has being under analysis. This hypermarket operates with a trans-critical CO2 booster refrigeration system, which allows to recover the heat taken out from the refrigeration cabinets to warm up the sales area, when necessary and the only energy source it uses is electricity. Ground source energy storage is used to store part of this heat and enable an effective space heating and domestic hot water supplies. This system is also responsible to provide the required space cooling. In that sense, the referred hypermarket is using the state of the art refrigeration system for supermarkets in cold climate’s countries. Results from the field measurements performed in 2021 showed a total electricity consumptionof 1734 MWh, which corresponds to 264 kWh/m2. This value is in accordance with several studies’ conclusions. However, the values predicted by the simulation tools appointed a lower annual consumption. EnergyPlus and CyberMart software were used to simulate the power loads of ICA MAXI. Subsequently, a Python tool was used to compute the energy consumption by the refrigeration system, taking into account the demands found on the building’s simulation tools. In the end, EnergyPlus’ model predicted an annual energy consumption of 1347 MWh, which equals 205 kWh/m2. Out of the 387 MWh gap, 266 MWh are due to the assumptions taken for the energy consumed by the electrical appliances, 120 MWh resulted from the non-optimal control strategy used on the refrigerationsystem and the remaining 48 MWh were related to different outsides temperatures, predicted on the model and field measurements. This allows to conclude that by managing the current refrigerationsystem in an optimal way, 77.6 thousands of swedish kroner may be saved and the equivalent of about 11 tons of CO2 can be avoided annually. The final results from CyberMart tool were close to the EnergyPlus’ ones and this software was found to be much more user-friendly. In addition, with the aim to identify energy efficiency measures to be applied in this hypermarket, several scenarios were constructed in EnergyPlus, by changing the temperature setpoints of the system, the infiltration rate and the store’s location. Findings pointed out that adapting the indoor temperature for Summer and Winter months can lead to energy savings. / Denna studie syftar till att jämföra energiförbrukningen i en stormarknad enligt fältmätningar och resultat från byggnadens simuleringsprogram. Dessutom undersöks mått på energieffektivitet för att minimera energiintensiteten i stormarknaden. För detta ändamål har en ICA MAXI stormarknad i Bålsta, Stockholm, med en total konditionerad yta på 6570 m2 under analys. Denna stormarknad arbetar med ett trans-kritiskt CO2 booster-kylsystem, som gör det möjligt att återvinna värmen som tas ut från kylskåpen för att värma upp försäljningsområdet, när det behövs och den enda energikälla den använder är elektricitet. Lagring av markenergi används för att lagra en del av denna värme och möjliggöra en effektiv uppvärmning av utrymmen och varmvattenförsörjning. Detta system är också ansvarigt för att tillhandahålla den nödvändiga utrymmeskylningen. I den meningen använder den hänvisade stormarknaden det toppmoderna kylsystemet för stormarknader i länder med kalla klimat. Resultat från de fältmätningar som utfördes 2021 visade en total elförbrukning på 1734 MWh, vilket motsvarar 264 kWh /m2. Detta värde överensstämmer med flera studiers slutsatser. Men de värden som förutspåddes av simuleringsverktygen utsåg en lägre årlig förbrukning. Programvaran EnergyPlus och CyberMart användes för att simulera strömbelastningarna för ICA MAXI. Därefter användes ett Python-verktyg för att beräkna energiförbrukningen i kylsystemet, med hänsyn tagen till de krav som finns på byggnadens simuleringsverktyg. Till slut förutspådde EnergyPlus modell en årlig energiförbrukning på 1347 MWh, vilket motsvarar 205 kWh /m2.Av gapet på 387 MWh beror 266 MWh på de antaganden som gjorts för den energi som förbrukas av de elektriska apparaterna, 120 MWh härrörde från den icke-optimala styrstrategin som användes på kylsystemet och de återstående 48 MWh var relaterade till olika utomhustemperaturer, förutspått på modellen och fältmätningar. Detta gör det möjligt att dra slutsatsen att genom att hantera nuvarande kylsystem på ett optimalt sätt kan 77,6 tusen svenska kronor sparas och motsvarande cirka 11 ton CO2 kan undvikas årligen. De slutliga resultaten från CyberMart- verktyget låg nära EnergyPlus och denna programvara visade sig vara mycket mer användarvänlig. Dessutom, i syfte att identifiera energieffektivitetsåtgärder som ska tillämpas i denna stormarknad, konstruerades flera scenarier i EnergyPlus, genom att ändra systemets temperaturbörvärden, infiltrationshastigheten och butikens läge. Resultaten påpekade att anpassning av inomhustemperaturen för sommar- och vintermånaderna kan leda till energibesparingar.

Recently, wireless sensor networks have become one of the most exciting areas for research and development. However, sensor nodes are battery operated, thus the sensor¿s ability to perform its assigned tasks is limited by its battery capacity; therefore, energy efficiency is considered to be a key issue in designing WSN applications. Clustering has emerged as a useful mechanism for trade-off between certain design goal conflicts; the network life time, and the amount of data obtained. However, different sources of energy waste still exist. Furthermore, in such dynamic environments, different data rate requirements emerge due to the current network status, thus adapting a response to the changing network is essential, rather than following the same principle during the network¿s lifespan. This thesis presents dynamic techniques to adapt to network changes, through which the limited critical energy source can be wisely managed so that the WSN application can achieve its intended design goals. Two approaches have been taken to decreasing the energy use. The first approach is to develop two dynamic round time controllers, called the minimum round time controller MIN-RC and the variable round time controller VAR-RC, whereas the second approach improves intra-cluster communication using a Co-Cluster head; both approaches show better energy utilisation compared to traditional protocols. A third approach has been to develop a general hybrid protocol H-RC that can adapt different applications requirements; it can also tolerate different data rate requirements for the same application during the system¿s lifetime.