Improving energy performance of existing buildings is an important part in decreasing energy use and in turn reduce the greenhouse gas emissions caused by human activity and the primary energy use. To be able to evaluate how energy refurbishment influences the greenhouse gas emissions and the primary energy use a wider system perspective is needed that puts the building in its context. This thesis deals with energy refurbishment packages performed on multi-family buildings within district heated areas and how they influence greenhouse gas emissions and primary energy use when the district heating use is altered. A simulated building is used to evaluate several energy refurbishment packages. The results are used as input data for models of district heating systems to cost optimize the district heating production. The results from the cost optimization are used to evaluate the impact on greenhouse gas emissions and primary energy use. The results show a difference between measures that saves district heating without increasing the use of electricity and measures that increases the use of electricity while district heating is saved. For example, a building refurbishment package including only building envelope improvements saves the same amount of district heating as a package including only mechanical ventilation with heat recovery. Despite this, the emissions of greenhouse gases and the use of primary energy is to a greater extent reduced in the first package because the use of electricity remains unchanged. Comparing energy refurbishment packages performed on the same building, but within different district heating systems, show the importance of the design of the district heating system. Depending on the fuel types used and to which extent electricity is co-produced in the district heating system, the results of implementing the energy refurbishment packages vary. The largest reduction of greenhouse gases and primary energy use occurs when a refurbishment package is performed on a building in a district heating system with high share of biofuel and no electricity production. / Att förbättra energiprestanda hos befintliga byggnader är en viktig del i arbetet med att minska energianvändningen och i sin tur minska utsläpp av växthusgaser orsakade av mänsklig aktivitet samt att minska användningen av primärenergi. För att kunna utvärdera hur energieffektivisering av byggnader påverkar växthusgasutsläpp och primärenergianvändning behövs ett brett systemperspektiv som sätter byggnaden i sitt sammanhang. Denna avhandling handlar om hur paket av energieffektiviseringsåtgärder som utförs på flerfamiljshus inom fjärrvärmeuppvärmda områden påverkar växthusgasutsläpp och primärenergianvändning när fjärrvärmeanvändningen förändras. Resultaten visar på skillnader mellan åtgärder som sparar fjärrvärme utan att öka användningen av el och åtgärder som ökar användningen av el medan fjärrvärme sparas. Till exempel sparar ett energieffektiviseringspaket som endast omfattar byggnadsskalsförbättringar samma mängd fjärrvärme som ett paket som endast omfattar installation av mekanisk ventilation med värmeåtervinning. Trots detta minskar utsläppen av växthusgaser och användningen av primärenergi i större utsträckning i det första paketet på grund av att elanvändningen förblir oförändrad. Vikten av fjärrvärmesystemets utformning visas då en byggnad där olika energieffektiviseringspaket testats, flyttas runt till olika fjärrvärmesystem. Beroende på vilka bränsletyper som används och i vilken utsträckning som el produceras i fjärrvärmesystemet så varierar resultaten. Den största minskningen av växthusgaser uppstår när ett renoveringspaket utförs på en byggnad i ett fjärrvärmesystem med hög andel biobränsle och ingen elproduktion.

Självförsörjande småhus gör att beroendet av de kommunala näten försvinner ochflexibiliteten ökar. Det finns fortfarande stor potential till utveckling av tekniska lösningaräven om mycket teknik redan finns på marknaden för exempelvis elproduktion,säsongslagring, uppvärmning, vatten och avlopps samt ventilation. Helt förnybaraenergikällor behöver prioriteras och en övergång till dessa kräver en förändring ibeteendemönster och mer energieffektivt byggande för att minska energianvändningen.Vid utformning av självförsörjande hus kan med fördel solen användas vilket kan påverkaorientering och taklutning. Ytterligare aspekter som kan tas hänsyn till är valet avbyggnadsmaterial, teknikutrymme, klimatskalets uppbyggnad och dispositionen avplanlösningen. / Self-sufficient small housing makes the dependence of the municipal sustentation to minimizeand the flexibility increases. There is still a high potential for developing technical solutionseven though a lot of the technology already exists on the market regarding for examplesolutions for energy production, seasonal storage, heating, water supply, draining system andventilation. Renewable energy sources need to priorities and a transition to 100 % renewableenergy require a change in pattern of behavior and more energy efficient buildings to lowerthe consumption. When designing self-sufficient houses, the sun is a good source for both energy and heatingwhich can have an impact on the orientation of the building and the slope of the roof. Otheraspects to consider can be the choice of building material, technical space, the climate shelland the disposition of the plan.

The push for sustainability in all parts of our society has never been as big as it is currently. One project that aims to produce sustainable innovation in the railway industry is the Delsbo Electric competition where some of the world’s most energy efficient vehicles compete. A dominant design has arisen in the competition which means that competitors must seek innovative avenues of development in order to find an edge over the competition. One such avenue has been to use composite material in construction to decrease mass and therefore increase energy efficiency. The KTH Delsbo Electric team views the suspension system as one such avenue that has the potential to improve efficiency. This project is a study into the dynamics of rail vehicles and especially rail vehicle suspension systems. Using a vehicle modelled in an MBS software a parametric study is conducted with the goal to optimize the energy efficiency through an iterating process by only varying the stiffness and damping parameters for the suspension system. Through the iterating process, it became clear that some parameters are more closely linked to different parts of the vehicle behavior than others. The energy efficiency is closely linked to the stiffness in the suspension, especially in the longitudinal direction. The ride comfort was found to be very much linked to the damping parameters. This made it possible to tune the stiffness and achieve high energy efficiency and then adapt that setup to gain better ride comfort. This study also concludes that the vehicle derailment factor (L/V) is inversely linked to energy efficiency. Therefore, an energy efficient vehicle is less likely to derail. The result of this thesis is a setup of energy efficient parameters that will lay the groundwork for a project to design and manufacture a suspension system with the outlined parameters. / Strävan efter hållbarhet i alla delar av vårt samhälle har aldrig varit så stor som den är idag. Ett sådant projekt, vars syfte är att producera hållbara innovationer inom järnvägsindustrin, är Delsbo Electric-tävlingen där några av världens mest energieffektiva fordon tävlar. En dominant design har uppstått vilket betyder att konkurrenter måste hitta innovativa utvecklingsriktningar för att skapa sig ett försprång gentemot de andra. En sådan riktning har varit användningen av kompositmaterial som minskar vikt och därmed ökar energieffektiviteten. KTH Delsbo Electric-teamet ser fjäder- och dämparsystemet som en riktning med hög potential att förbättra energieffektiviteten. Detta projekt är en studie inom spårfordonsdynamik och mer specifikt inom spårfordons fjäder- och dämparsystem. Genom användningen av ett fordon modellerat i ett MBS-program utförs en parameterstudie med målet att optimera energieffektiviteten genom en iterativ process där enbart styvheten och dämpningen varieras. Under den iterativa processen blev det uppenbart att olika parametrar har större påverkan på vissa fordons beteenden än andra. Energieffektiviteten är beroende av styvheten, speciellt i den longitudinella riktningen. Åkkomforten var mycket beroende av dämpningen. På grund av detta kunde styvheten ställas in för att optimera energieffektiviteten och sedan anpassa dämpningen så att åkkomforten blev acceptabel. Denna studie kom också fram till att urspårningsfaktorn (L/V) är omvänt länkad till energieffektiviteten hos ett fordon. Ett fordon som har hög energieffektivitet har därför mindre risk för urspårning. Resultatet av denna studie är en uppsättning energieffektiva parametrar som ska lägga grunden för framtida projekt att designa och tillverka ett fjäder- och dämparsystem utifrån dessa parametrar.

The electricity sector has traditionally been constructed for large scale generation and distribution from the high-voltage to the low-voltage network. Transition is however underway; intermittent power generation has become less expensive and nuclear power plants are set to close down. A key issue is that intermittent power generation is by definition weather dependent, hence it cannot be planned. Smart grid solutions have the possibility to meet variations in electricity supply and demand and make use of output from intermittent renewable energy through a broad range of products and services, e.g. energy storage and adjustment of electricity production and consumption in strategic times for residential, commercial or industrial end users. Even if the technological solutions exist, these demand side resources have still not been integrated to the market to the extent that is needed. Since they are of such key importance, there is an urgent need to understand the barriers in current market structures as well as to identify opportunities and innovative business models that can bring these resources to the market. An interview study was conducted in order to provide an understanding of the challenges individual companies encounter as they develop business models to integrate their product and service offering into the electricity markets. Additional data was gathered through a literature review of academic papers, market reports and law propositions. The results of the study showed that the business models are currently undergoing stages of 'trial-and-error' to accommodate the specific needs of the electric power system. Actors are trying to prove to the electricity sector that distributed energy resources have a purpose to serve in the electric power system. The actors of these technologies seek to explore various types of value propositions, and sources of income, which to some extent are centered around the sharing of costs and resources with end customers. Furthermore, it would be desirable to align the incentives with the particular distribution network's needs and context to form the basis for the choice of capacity reinforcement. There are clear operational advantages of smart grid technologies, which also reduce profitability related to network capacity. This has to be taken into account and evaluated to encourage cooperation between the parties in the electricity sector. / Elsektorn har traditionellt konstruerats för storskalig produktion och distribution från högspännings- till lågspänningsnätet. En förändring är dock på gång; intermittent kraftproduktion har blivit billigare och kärnkraftverk stängs ner. Ett problem är att intermittent kraftproduktion per definition är väderberoende, så det kan inte planeras. Smarta elnätslösningar gör det möjligt att möta variationer i elförsörjning och efterfrågan, och ta tillvara på produktionen från intermittent förnybar energi genom ett brett utbud av produkter och tjänster, t.ex. energilagring och justering av elproduktion och konsumtion vid strategiska tidpunkter för bostads-, kommersiella eller industriella slutanvändare. Även om de tekniska lösningarna finns, har dessa resurser för efterfrågeflexibilitet ännu inte integrerats i marknaden i den utsträckning som behövs. Eftersom de fyller en viktig funktion är det angeläget att förstå hindren i nuvarande marknadsstrukturer, samt att identifiera möjligheter och innovativa affärsmodeller som kan föra dessa resurser till marknaden. En intervjustudie genomfördes för att förstå de utmaningar som enskilda företag möter när de utvecklar affärsmodeller och integrerar sina produkt- och serviceerbjudanden i elmarknaden. Ytterligare uppgifter samlades in genom en litteraturöversikt av akademiska handlingar, marknadsrapporter och lagförslag. Resultatet av studien visade att affärsmodellerna för närvarande genomgår en fas av 'trial-and-error' för att tillgodose elkraftsystemets specifika behov. Aktörerna försöker bevisa för elsektorn att distribuerade energiresurser har ett syfte att tjäna i elkraftsystemet. De aktörer med dessa teknologier försöker utforska olika typer av värdeerbjudanden och inkomstkällor, som till viss del är inriktade på att dela kostnader och resurser tillsammans med slutanvändarna. Vidare bör incitamenten för det specifika distributionsnätets behov och sammanhang ligga till grund för valet av kapacitetsförstärkning. Det finns tydliga operativa fördelar med smart elnätsteknologi, vilket också minskar lönsamheten relaterat till nätkapacitet. Detta måste beaktas och utvärderas för att uppmuntra samarbeten mellan parterna inom elsektorn.

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.

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.

Hard carbon is now a popular choice for the anode material in sodium-ion batteries. Converting biochar to produce hard carbon is considered carbon neutral and of great interest since it reduces the environmental impacts of biomass waste. This procedure requires high temperatures, and induction heating provides several advantages over other heating methods and is, therefore, widely used. In this thesis, a thermochemical reactor based on the principle of induction heating is designed, and CFD simulations of fluid-thermal coupling are performed. According to the simulation results, the total energy use efficiency of the induction heating reactor is calculated and compared with that of the thermal conduction heating reactor, which is found to be much higher than that of the thermal conduction heating reactor. Furthermore, the temperature of the tube wall of the reactor and the power losses of the inlet and outlet are observed, and design improvements are suggested. Simulation results indicate that adding a layer of protector to the exterior of the workpiece effectively reduces the wall temperature and the effect would be greater as the thickness of the protector increases. Meanwhile, the change in efficiency and energy losses are essentially negligible. / Hårt kol är nu ett populärt val för anodmaterialet i natriumjonbatterier. Att omvandla biokol till att producera hårt kol anses vara kolneutralt och av stort intresse eftersom det minskar miljöpåverkan från biomassaavfall. Denna procedur kräver höga temperaturer och induktionsuppvärmning ger flera fördelar jämfört med andra uppvärmningsmetoder och är därför allmänt använd. I detta examensarbete designas en termokemisk reaktor baserad på principen om induktionsvärme, och CFD-simuleringar av fluid-termisk koppling utförs. Enligt simuleringsresultaten beräknas den totala energianvändningseffektiviteten för induktionsvärmereaktorn och jämförs med den för värmeledningsvärmereaktorn, som visar sig vara mycket högre än den för värmeledningsvärmereaktorn. Vidare observeras temperaturen på reaktorns rörvägg och effektförlusterna i inloppet och utloppet, och designförbättringar föreslås. Simuleringsresultat indikerar att att lägga till ett lager av skydd på utsidan av arbetsstycket effektivt minskar väggtemperaturen och effekten skulle bli större när tjockleken på skyddet ökar. Samtidigt är förändringen i effektivitet och energiförluster i stort sett försumbara.

Inom EU står byggnadssektorn för en hög andel av energianvändningen och medlemsländerna har satt upp mål för att minska energianvändningen. Målen som har fastställts i Sverige innebär att utsläppen av växthusgaser ska vara netto noll senast år 2045. I det här sammanhanget blir det extra viktigt att använda sig av tekniker som minskar CO2e-utsläppen och gynnar klimatet. En byggnads klimatskärm är en primär faktor till energianvändningen och det ställs höga krav på materialen som installeras i klimatskärmen. Det kommer i detta examensarbete utföras en fallstudie på en byggnad i Ljusne, Söderhamn. Här studeras tre olika isoleringsmaterial och två fönstertyper för att analysera deras påverkan på byggnadens energianvändning och för att ta fram det optimalaste alternativet ur ett klimatneutralt perspektiv. De material som studeras är mineralull, fenolskumskiva och termoträ samt vanligt fönster och passivfönster. För att besvara denna frågeställning utförs det energisimuleringar genom datorprogrammet BV2 samt beräkningar med materialens miljövarudeklarationer (EPD) för att analysera deras klimatpåverkan. Byggnadens klimatpåverkan beräknas med hjälp av byggsektorns miljöberäkningsverktyg (BM). I BM beräknas byggnadens utsläpp i koldioxidekvivalenter ut för renovering, energianvändning per år och under en livscykel på 50 år. Energisimuleringar utförda i BV2 visar att tilläggsisolering med fenolskum och fönsterbyte till passivfönster är den effektivaste metoden vid renovering av ytterväggen ur ett energieffektivt användningssätt. Då denna kombination har den lägsta energianvändningen, primärenergital och genomsnittlig värmegenomgångskoefficient. Det påvisar ett resultat med ett primärenergital på 72,5 kWh/m2 och en energianvändning på 116,8 kWh/m2. Men kombination av termoträ och passivfönster är den mest verkningsfulla på byggnadens klimatpåverkan. Detta illustreras i BM där klimatpåverkan för renovering är 2928,9 kg CO2e, energianvändning ger 3980,7 kg CO2e/år och klimatpåverkan för en livscykel på 50 år blir då 201 964 kg CO2e. Användningen av energisimuleringar gör att effektiva och klimatanpassade material kan studeras närmare för att avgöra dess betydelse. För att klimatmålen i Sverige och även EU ska kunna uppnås är behovet av verkningsfulla material väsentliga. Det här examensarbetet är en del i ledet mot ett klimatneutralt samhälle. / Within the European Union (EU), the building sector accounts for a high proportion of energy use and Member States have set targets to reduce energy use. The targets set in Sweden mean that greenhouse gas emissions should be net zero by 2045. In this context, it is particularly important to use technologies that reduce CO2 emissions and benefit the climate. A building’s envelope is a primary factor in energy consumption and high demands are placed on the materials installed in the climate screen. In this thesis, a case study will be carried out on a building in Ljusne, Söderhamn, Sweden. Three different insulation materials and two types of windows will be studied to investigate their impact on the building´s energy consumption and to find the most optimal alternative from a climate neutral perspective.  The materials studied are mineral wool, phenolic foam board and thermal wood, as well as ordinary windows and passive windows. To answer this question, energy simulations are carried out using the computer program BV2 and calculations on the materials environmental product declarations (EPD) to analyze their climate impact. The climate impact of the building is calculated using the building sector´s environmental calculation tool (BM). The BM calculates the building´s emissions in carbon dioxide equivalents for renovation, energy use per year and over a life cycle of 50 years.  Energy simulations performed in BV2 show that additional insulation with phenolic foam and window replacement with passive windows is the most efficient method for renovating the external wall from an energy efficiency point of view. As this combination has the lowest energy use, primary energy figure and average heat transfer coefficient. It demonstrates a result with primary energy figure of 72,2 kWh/m2 and an energy use of 116,8 kWh/m2. But the combination of thermal wood and passive windows is the most effective on the climate impact of the building. This is illustrated in BM where the climate impact for renovation is 2928,9 kg CO2e, energy use gives 3980,7 kg CO2e/year and the climate impact for a life cycle of 50 years is then 201 964 CO2e/kg. The use of energy simulations allows efficient and climate-friendly materials to be studied more closely to determine their importance. For the climate goals in Sweden and EU to be achieved, the need for efficient materials is essential. This thesis is part of the journey towards a climate-neutral society.

Background. As the real estate sector increasingly integrates smart technology, the security of access control systems like QR code-based authentication needs rigorous enhancement. The prevalent use of QR codes in access management presents unique challenges in security and power efficiency, particularly in standalone systems that operate independently of continuous power sources. Objectives. This thesis aims to develop and explore a secure and efficient QR code-based authentication system tailored for real estate. It focuses on improving security measures against potential breaches and optimising power consumption to extend the lifespan of battery-operated devices. Methods. The research employs a mixed-methods approach, beginning with a comprehensive analysis of existing QR code-based systems to identify common vulnerabilities through threat modeling and a literature review. This is followed by the development of a security framework that addresses these vulnerabilities while considering hardware limitations. The performance of the suggested solution is evaluated. Lastly, a Proof of Concept (PoC) is implemented to validate the effectiveness of the proposed solutions under simulated real-world conditions. Results. The study successfully identifies multiple security vulnerabilities in current QR code systems and introduces a security model that mitigates these risks effectively. The implemented PoC demonstrates a improvement in security without compromising the power efficiency of the authentication system. Power consumption measurements indicate a balanced trade-off between system security and operational longevity. Conclusions. The thesis concludes that enhancing QR code-based authentication systems with a security framework can elevate the security level while maintaining efficient power use. This research contributes to the field by providing a scalable model for secure real estate management that can adapt to various operational environments and hardware configurations. / Bakgrund. I takt med att fastighetssektorn integrerar alltmer smart teknik behöver säkerheten för åtkomstkontrollsystem som använder QR-kodbaserad autentisering förbättras. Den utbredda användningen av QR-koder i åtkomsthantering innebär unika utmaningar för säkerhet och effektivitet, särskilt i fristående system som fungerar oberoende av kontinuerliga strömkällor. Syfte. Arbetet syftar till att utveckla och undersöka ett säkert och effektivt QR-kodbaserat autentiseringssystem anpassat för digitala fastigheter. Arbetet fokuserar på att förbättra säkerhetsåtgärder mot potentiella intrång och optimera energiförbrukning för att förlänga livslängden på batteridrivna enheter. Metod. Forskningen använder olika metoder som börjar med en analys av befintliga QR-kodsystem för att identifiera vanliga sårbarheter genom hotmodellering och en litteraturöversikt. Detta följs av utvecklingen av en säkerhetsram som adresserar dessa sårbarheter samtidigt som hårdvarubegränsningar tas i beaktande. Prestandan hos de föreslagna lösningarna utvärderas. Slutligen skapas en Proof of Concept (PoC) för att validera effektiviteten hos de föreslagna lösningarna under simulerade realistiska förhållanden. Resultat. Studien identifierar flera säkerhetssårbarheter i nuvarande QR-kodsystem och introducerar en säkerhetsmodell som minskar dessa risker. Den genomförda PoC:en visar en förbättring i säkerhet utan att kompromissa med energieffektiviteten i autentiseringssystemet. Mätningar av energiförbrukningen indikerar en balanserad avvägning mellan systemets säkerhet och operationell livslängd. Slutsatser. Arbetet drar slutsatsen att förbättring av QR-kodbaserade autentiseringssystem med ett säkerhetsramverk kan höja säkerhetsnivån samtidigt som effektiv energianvändning bibehålls. Denna forskning bidrar till området genom att tillhandahålla en skalbar modell för säker förvaltning av digitala fastigheter som kan anpassas till olika driftsmiljöer och hårdvarukonfigurationer.

This report is the result of a degree project in building engineering, at an advanced level. The project evaluated a building from a technical and historical point of view, and focused on its energy consumption, particularly the energy used for heating. The building in question was a small apartment building in Strömsholm, Sweden. It was made in 1902, from vertical logs, a not so common form of the traditional log house. The goal of the project was to evaluate if the energy consumption could be reduced in accordance with building preservation regulations, that is without damaging any of the building’s cultural or historical values. The building was surveyed with the help of archive and literature studies, interviews and inspections. Based on these findings, supplementary insulation on the inner side of the climate screen was decided on. The program IDA Indoor Climate and Energy was used to make computer simulations of the energy consumption of the building for five different alternatives of supplementary insulation. Part of the project was also to investigate whether IDA Indoor Climate and Energy was suitable for energy simulations of old buildings. The moisture balance of the outer walls was calculated manually to see if the supplemental insulation constituted a risk when it came to the moisture sensitivity of the construction. The result of the computer simulations, combined with building physics, shows that the energy consumption for heating could be reduced, especially if the roof was to be insulated. However, these results cannot and should not be seen as anything but indications, because of the uncertainty of the input data. The data on ventilation and air flows was considered to be one of the main sources of error. Furthermore, there were signs that the design of the computer models was far from optimal. The result of the moisture calculations shows that the moisture sensitivity is indeed increased. IDA Indoor Climate and Energy was judged as more suitable for simulations of new buildings than of old ones, due to the complexity of the latter, but the program can still be used as an aid for energy evaluations of old buildings if it is used in the right way. / Denna rapport är resultatet av ett examensarbete i byggnadsteknik på avancerad nivå. Arbetet gick ut på att undersöka en byggnad ur ett tekniskt och kulturhistoriskt perspektiv, med inriktning på hushållning av energi. Föremålet för undersökningen var ett flerbostadshus i restimmer, uppfört 1902 i Strömsholm, Västmanland. Målet var att undersöka om byggnadstekniska åtgärder behövdes för att minska energiåtgången, främst den för aktiv uppvärmning, i byggnaden. Dessa åtgärder skulle utformas så att byggnadens bevarandevärda särdrag inte går förlorade, i enlighet med Plan- och bygglagens bestämmelser om ändring av byggnader. Med hjälp av arkivsökningar, litteraturstudier, intervjuer och undersökningar kartlades byggnaden. Utifrån dess förutsättningar bestämdes förslag för energibesparande åtgärder, fem olika alternativ för invändig tilläggsisolering. För att beräkna byggnadens energiåtgång och hur mycket de olika alternativen skulle kunna påverka denna gjordes simuleringar i programmet IDA Indoor Climate and Energy. En av frågeställningarna i arbetet var huruvida detta program var lämpligt för energisimuleringar av äldre byggnader eller inte. Beräkningar av den relativa luftfuktigheten i ytterväggen gjordes för hand för att bedöma fuktskaderisken i konstruktionen efter tilläggsisolering. Indata till fuktberäkningarna och datorsimuleringarna hämtades från litteraturen eller utgjordes av uppskattningar. Resultat av datorsimuleringarna, tillsammans med byggnadsfysiska resonemang, visar att det går att minska energiåtgången för uppvärmning, driftel och tappvarmvatten, i synnerhet vid tilläggsisolering av taket. Dock kan inte dessa resultat ses som något annat än indikationer eftersom osäkerheterna i indata för modellerna var för stora. Bristande indata för ventilationen bedömdes vara en av de största felkällorna. Dessutom föreligger vissa reservationer gällande modellernas utformning. Resultatet av fuktberäkningarna visar att väggarna blir känsliga för fuktskador vid invändig tilläggsisolering. IDA Indoor Climate and Energy bedöms vara lämpligare för simuleringar av nyproducerade byggnader än av äldre byggnader på grund av komplexiteten hos de senare, men det kan ändå fungera som ett hjälpmedelvid energiutvärderingar av sådana om det används rätt.