AquaVillas CasaBona väggsystem innehåller i dagsläget isoleringsmaterialet EPS, vilket har visat svagheter vid brand. Målet med denna studie var att föreslå ett alternativt isoleringsmaterial till EPS med hänsyn till brand, energianvändning och U-värde, samt energiåtgång och koldioxidutsläpp vid tillverkning. Syftet var att det föreslagna alternativa isoleringsmaterialet skall kunna användas av tillverkare i väggprodukter som ett alternativ till EPS. I denna studie undersöktes fyra olika isoleringsmaterial genom kritisk granskning av vetenskapliga artiklar och litteratur, samt genom fältstudie och beräkningar i energiberäkningsprogrammet VIP-energy. De isoleringsmaterial som undersöktes var expanderad polystyren, polyuretan, polyisocyanurat och stenull. Resultaten visade att EPS, PUR och PIR är avsevärt sämre ur brandsynpunkt än stenull. Vid tillverkning av de olika isoleringsmaterialen fick EPS bäst resultat när det gäller koldioxidutsläpp. För energiåtgång vid tillverkning fick EPS bäst resultat då isoleringsskiktet i det undersökta väggsystemet var 200 mm tjockt, men då utgångspunkten istället var att väggen skulle ha ett U-värde på 0,112 W/m2K, fick stenull bäst resultat i denna kategori. PUR och PIR fick sämst resultat gällande både energiåtgång och koldioxidutsläpp vid tillverkning. Stenull gav väggen den bästa energianvändningen men samtliga material klarade kraven i Boverkets Byggregler. Vid sammanvägning av samtliga undersökta egenskaper för de olika isoleringsmaterialen anses det mest lämpliga materialet för en vägg vara stenull. / The AquaVilla CasaBona wall system currently contains the insulation material EPS, which has shown weaknesses while exposed to fire. The aim for this study was to suggest an alternative insulation material to EPS regarding fire, energy use and U-vale as well as energy use and carbon dioxide emissions for manufacturing. The purpose was that the suggested alternative insulation material should be able to be used by manufacturers in wall products as an alternative to EPS. In this study, four different insulation materials were examined by critically reviewing scientific articles and literature, as well as field studies and calculations with the energy calculation program VIP-energy. The insulation materials investigated were expanded polystyrene, polyurethane, polyisocyanurate and rockwool. The findings showed that EPS, PUR and PIR were not nearly as good as rockwool regarding fire. When manufacturing the various insulation materials, EPS gives the best results in terms of carbon dioxide emissions. EPS gives the best results regarding energy use for manufacturing when the insulation layer in the investigated wall system was 200 mm thick, but when the wall was given a U-value of 0,112 W/m2K, rockwool got the best results in this category. PUR and PIR gave the worst results regarding both energy use and carbon dioxide emissions at manufacturing. Rockwool generated the best results regarding energy use, but all of the materials met the requirements from Boverkets Byggregler. When comparing all the investigated characteristics of the various insulation materials, the most suitable material for an external wall was considered to be rockwool.

Depuis le début des années 2000, la station d’épuration n’est plus seulement perçue comme une installation industrielle traitant les eaux résiduaires urbaines afin d’en minimiser leurs impacts sur le milieu naturel, mais aussi comme un moyen de récupérer des ressources : eau, nutriments, énergie. Ce travail de thèse traite de cette dernière ressource, l’énergie. Comment tendre vers la station d’épuration auto-suffisante en énergie, voire encore productrice d’énergie sans en affecter l’efficacité de traitement? A l’aide d’une filière de traitement ancienne revisitée : le procédé A/B (Adsorption/Bio-oxydation), le bilan énergétique de la station peut tendre vers la neutralité en réduisant les demandes liées à l’aération et en optimisant la production de biogaz. Ce travail de doctorat se concentre principalement sur la méthanisation des boues issues de ce procédé A/B afin d’en connaître leurs caractéristiques et leur digestibilité, de les comparer avec la digestion anaérobie de boues davantage connues et enfin d’utiliser ces résultats pour dresser le bilan énergétique du procédé A/B, ceci à partir des données récoltées sur un pilote de 50 m3/j installé sur la station d’épuration de Kranji à Singapour. Les boues A et B présentent respectivement les productions spécifiques de méthane respectives de 290 et 135 LCH4/kgMVentrante en conditions mésophiles. Le procédé A/B avec ses deux étages de boues activées permet de capter un maximum de carbone en première étape de traitement pour le transférer directement en digestion. En effet, la production totale de boues provient à 90% des boues A et seulement à 10% des boues B ce qui porte à 95% la production de méthane attribuée aux boues A. Ces résultats induisent une production d’énergie supérieure par rapport à une filière de traitement conventionnelle avec un seul étage de boues activées. Par ailleurs, ce procédé permet de diminuer les besoins en aération pour le traitement des pollutions carbonée et azotée, tout en gardant les mêmes efficacités de traitement. Il est ainsi possible de conclure que la filière de traitement des eaux usées en procédé A/B présente un degré d’efficacité énergétique proche de 300% (ratio entre l’énergie électrique produite à partir du biogaz et la consommation énergétique liée à l’aération), ce qui représente 73% d’auto-suffisance énergétique globale en considérant le cas de la station de Kranji en boues activées conventionnelles traitant les pollutions en carbone et en azote. / Since the early 2000’s, wastewater treatment plants (WWTP) have not been only seen as a mean to reduce the impact of the harmful emissions towards water bodies but also as a way to recover the resources contained in the raw wastewater: water, nutrients and energy. This doctorate seeks to study the latter one. How to tend to the energy self-sufficient or even energy positive WWTP without altering its treatment efficiencies? Using an old wastewater treatment process: the A/B process (Adsorption/Bio-oxidation) and state-of-the-art technologies, the energy autarky of a WWTP can become a reality by reducing its electricity consumption related to the aeration and by optimizing its energy production through anaerobic digestion. This work mainly focuses on the anaerobic digestion of the sludge produced by the A/B process. It aims at evaluating their characteristics and digestibility and thus at comparing these to the ones of better-known sludge such as primary, secondary and mixed sludge from a conventional wastewater treatment system. Eventually, these results with the addition of data collected on a 50 m3/d A/B process pilot plant on the Water Reclamation Plant of Kranji, Singapore, are used to draw the energy balance of the A/B process and to try to make a comparison to conventional systems. The A/B process produces the A and B sludge which respectively show specific methane productions of 290 and 135 LCH4/kgVSintroduced in mesophilic anaerobic digestion and can be considered quite similar to primary and secondary sludge respectively from conventional WWTPs. With its two stages of activated sludge, this process enables the early entrapment of carbon to be directly transferred to the digesters. Indeed, 90% of the sludge production comes from the A sludge in matter of Volatile Solids, which brings to 95% the biogas production to be ascribed to this sludge. Hence, the A/B process does produce more energy than a conventional single-stage activated sludge. It also reduces the aeration demand for the biological treatment of the carbon and nitrogen pollutions whilst complying with the same treatment performances. Drawing the energy balance of the A/B process leads to the conclusions that this process presents an energy efficiency of 300% by comparing only the electrical needs for the aeration (40-70% of the whole plant demand) and the electricity production from biogas generation, which, at the end, represents an energy self-sufficiency of 73% considering the Kranji conventional water reclamation plant.

Dans ce travail nous nous sommes penchés sur le transfert de puissance optimal par la maîtrise des comportements du véhicule de distribution à deux essieux. Nous avons étudié, plus particulièrement, l’énergie consommée par un véhicule hybride dans une zone urbaine ou péri-urbaine. Ce contexte nous a conduits à étudier l’utilisation d’une dynamique régénérative prenant en compte la dynamique transversale du véhicule sur une diversité d’architectures associée à une méthode de contrôle d’un système sur-actionné. Pour faire cela, nous avons développé : (i) un banc d’essais virtuel modulaire pour faire des études en termes énergétique d’un véhicule hybride de distribution, (ii) une architecture de contrôle optimal en vue de déterminer les commandes des actionneurs d’un système sur-actionné, (iii) et une dynamique régénérative afin de gérer l’énergie en prenant en compte la dynamique transversale qui est souvent présente lors de l’usage du véhicule en milieu urbain. Les modules du banc d’essais virtuel construits dans ce travail permettent de faire des études de l’énergie consommée pour toutes les architectures du véhicule envisagées sans changer les modèles de chaque module. Ce banc est composé d’un modèle complet du comportement de la dynamique du véhicule, d’un modèle du système de direction, d’un modèle des systèmes de traction et de freinage et d’un modèle des composants électriques. Tous les modèles de ce banc ont été validés par des expériences. Ceux-ci nous assurent la capacité de valider et justifier les lois de commande ainsi que d’évaluer les termes de l’énergie consommée. Un module de l’architecture de contrôle optimal a également été construit dans ce travail. Il nous a servi à déterminer la commande optimale des actionneurs par l’utilisation de l’allocation de contrôle et pour simuler les comportements de toutes les architectures du véhicule en utilisant les contraintes liées à celles-ci. Les analyses des résultats obtenus montrent que l’architecture de contrôle optimal proposée est suffisante pour déterminer les commandes des actionneurs ainsi que pour garantir la stabilité du véhicule malgré qu’aucun critère de ce genre ne soit intégré dans le problème d’optimisation. Les gains possibles par rapport à l’architecture conventionnelle, qui ont été déterminés, assurent que l’approche proposée permet effectivement de réduire l’énergie consommée par le véhicule. Les études paramétriques de la dynamique régénérative du véhicule démontrent que les systèmes sur-actionnés permettent de récupérer de l’énergie dans les cas où les actionneurs ont un très bon rendement. Dans ce cas, le principe de la dynamique régénérative est une voie d’amélioration pour les véhicules de distribution (charge importante et conditions d’utilisation en milieu urbain). / In this work, we have studied the energy optimal transfer by controlling the delivery vehicle behaviors. We studied, in particular, the energy consumed by a hybrid vehicle in the urban area. This context led us to investigate the use of a regenerative dynamics by taking into account the vehicle lateral dynamics on a variety of architectures associated with a method for controlling an over-actuated system. To do this, we have developed: (i) a modular virtual test bench to study the energy terms of delivery hybrid vehicle, (ii) an optimal control to determine the actuator inputs of over-actuated system, (iii) and regenerative dynamics to manage energy by taking into account the vehicle lateral dynamics. The virtual test bench constructed in this work allow for studies of the energy consumed for all architectures without changing of each module. This bench is composed the models of vehicle dynamics, steering, traction, braking, and electrical components systems. All models of this bench have been validated by experiments. It provides us the ability to validate and justify the control inputs of actuators and to evaluate the energy consumed terms. The optimal control module by using the allocation controller was also built in this work. It allows us to determine the optimal inputs of the actuators and to simulate the behaviors of all vehicle architectures under the constraints related with different architectures. The results show that the allocation controller is sufficient to determine the actuator inputs and to ensure the vehicle stability without the integration of additional criteria in the optimization problem. The energy gains in comparison with conventional architecture, which have been determined, ensure that the proposed approach effectively reduce the energy consumed by the vehicle. The parametric studies show that the regenerative dynamics can be used to recover energy in the case where the actuators have a very good performance and fast dynamics. In this case, the principle of regenerative dynamics is being improved for delivery vehicles (heavy load and in urban areas).

Syfte: Nya svenska energikrav definieras som nära-nollbyggnader för både nybyggnation och renovering, där man strävar efter en årlig balans mellan ingående och utgående energi för byggnaden. Påbyggnad genom prefabricerade modulsystem med bärande väggar av korslimmat massivträ har genom internationella studier visat sig både tids- och kostnadseffektiv vid renovering. Målet med rapporten är att undersöka möjligheten att tillämpa detta påbyggnadssystem för svenska renoveringsprojekt av efterkrigstidens flerbostadshus som både är kostnadseffektivt och som klarar nya svenska energikrav. Metod: Rapporten syftar till att besvara frågeställningarna genom en fallstudie. Inledningsvis, under en litteraturstudie, beskrivs incitament till påbyggnation vid renovering. Utefter en dokumentanalys av referensbyggnaden, utförs sedan energi- och kostnadsjämförelser mellan påbyggnation av korslimmade massivträväggar och platsbyggd träregelkonstruktion. Resultat: Svenska efterkrigstidens bostadsbestånd visar sig, via renovering och påbyggnation, ha hög potential för att positiv påverka den i Sverige genomsnittliga specifika energianvändningen samtidigt som det erbjuder snabb och kostnadseffektiv urban bostadsförtätning. Den värmeisolerande förmågan för korslimmat massivträ är, för en påbyggnad, likvärdigt det av platsbyggd träkonstruktion. Beräkningarna visar däremot hur byggnation från efterkrigstiden har svårt att uppnå krav för nära-nollenergihus. Kostnad för montering av påbyggnadsstomme och innerväggar m.m. visar på ca 2,7 % besparing för förslag av korslimmat massivträ. Konsekvenser: Rapporten lyfter fram möjligheterna kring renovering av svenska flerbostadshus från efterkrigstiden och fördelarna att göra detta i kombination med påbyggnation. Det finns goda förutsättningar för implementering av korslimmade massivträväggar även i svenska påbyggnadsprojekt och detta till något lägre pris och arbetstid gentemot platsbyggd konstruktion. Trots att detta vilar mycket på valet av prefabricering, har undersökningen lyckats exponera ett befogat alternativ för påbyggnadsprojekten i framtiden. Eventuella svårigheter i att uppnå nya energikrav vid renovering av äldre bostadsbestånd har även lyfts fram i rapporten. Begränsningar: Kontroll av bärförmåga för referensbyggnaden via konstruktionsmässiga beräkningar genomförs inte i denna rapport. Beräkning av livscykelkostnad ingår inte i detta arbete. Rapporten fokuserar istället på ekonomisk effektivitet i produktionsskedet. Rapporten fokuserar sin undersökning kring åtgärder för energianvändning och berör inte eventuella åtgärder för t.ex. högre tillgänglighet. / Purpose: New Swedish energy requirements are defined as Near Zero Energy Buildings for both new construction and renovation, with the purpose of balancing energy entering and exiting the building. Vertical attic extensions through prefabricated module system containing loadbearing walls of cross laminated timber has, by international studies, shown the potential for time and cost efficiency during renovation projects. The purpose of this inquiry is to examine the possibility to apply this extension system for Swedish renovation projects on post-war residential buildings that are both cost effective and that satisfies new Swedish energy regulations. Method: The report aims to answer the questions through a case study. Initially a literature study describes the incentives of vertical attic extensions and renovation. Then through a document analysis of a reference building, energy and cost comparisons are carried out between an attic extension of cross laminated timber and wood construction assembled on site. Findings: The Swedish post-war housing stock shows high potential through renovation and attic extension, to positively influence the Swedish average specific energy use while simultaneously providing fast and cost effective urban densification. The heat insulating performance of cross laminated timber is, for an attic extension, equivalent that of an on-site assembled wood construction. However, calculations shows difficulties for post-war housing stock to achieve the requirements for Near Zero Energy Buildings. The cost for assembling extending structure and interior walls etc. reveals approximately 2,7 % savings with cross laminated timber. Implications: The report brings forth the possibilities regarding renovation of the Swedish post-war stock of multifamily housing and the advantages of doing so in combination with vertical attic extensions. There are good conditions for implementation of cross laminated timber walls even in Swedish extension projects, while having the potential to lower costs slightly and saving time in relation to on site construction. Even though the results depend a lot on the choice of prefabrication, the study has exposed a valid alternative for future attic extension projects. The report also reveals potential difficulties in achieving new energy requirements for renovation of older housing stock. Limitations: Verification of load capacity through constructional calculations are not performed in this inquiry. Calculating the life-cycle cost is not a part of this project, which instead focuses on economic efficiency during production. The report focuses its research at energy-saving measures and doesn’t concern measures regarding for example higher accessibility.

Purpose: Villas built before 1960 represent around 45% of the dwelling in Sweden. Since the average U-value in their walls is around 0,5 W/m2K, there is a great concern to improve  these values. The Swedish government's goal is to reduce energy intensity in the country by 2020 by 20 % from 2008’s values. The aim of this study is to reach phase renovation proposals taking into account energy and moisture on houses consisting of standing shelves. With this, the authors wish to contribute and encourage renovation of existing villas, which in turn can lead to reduced energy consumption. Method: This work is based on a case study of a 1940’s wooden house located in Skillingaryd. Measurements and parameters have been taken in order to calculate the house's specific energy usage in the BV2 analysis program. Document analyses and interviews have been used to get a deeper knowledge of existing conditions, and to suggest ways to utilise the material that the market offers nowadays. This should serve the purpose of creating as energy-efficient phase resolution as possible. Result: The study shows that an outer wall of a massive wooden house should keep a U-value of 0,15 W/m2K to meet the specific energy consumption of 90 kWh/m2 and year, when the other house is additional insulated. The study presents two refurbishment proposals supported by interviewed experts in the insulation and consulting industry. The first option leaves large parts of the old facade untouched, adding new insulation layers of the desired thickness. The second option advises to tear away all old panels into the shelf frame, thus re-building with new materials. Both proposals address the issue of how the facade should be refurbished in order to make it moisture proof. They mostly solve the problem by refurbishing it outwards and by eventually placing a vapor barrier for a maximum of one third in of the insulation. This vapor barrier may or may not be a watershed according to the experts. Some think it is unnecessary when the plank is considered sufficiently diffusion-proof; some believe that it will help to identify where a possible condensation might occur in the wall.  Consequences: The study shows that by means of additional insulation, BBR 24 recommended values ​​can be achieved for an exterior wall while keeping the façade moisture proof. One strength the study shows that the two reported renovation proposals achieve the same end result, although the interference on the facade varies in size. Therefore the authors of the above study recommend to tear down the old facade and build a new control wall with a finishing facade disc. This is when you face a vapor barrier on the façade with a vapor barrier that is laid on the old baselayer of the roof. Then a new roof construction could be built up with roof beams, shavings and roof tiles. As a result, a windy, yet proportional, construction can be created.   Restrictions: The study assumes that the entire house would be refurbished in order for the specific energy use to be possible. Furthermore, the work is based of a shelf shelter located at a particular geographical site. Due to this, the study also offers suggestions on wooden facades only.  Keyword: Plank body, Phase renovation, Specific energy use, diffusion, convection, U-value, air density.

En fastighet med ett antal lägenheter lokaliserad i den lilla tätorten Otterbäcken i Gullspångs kommun har brunnit ner. Fastigheten kommer att byggas upp på nytt igen. Det kommer att ske i enlighet med Boverkets byggregel BBR och de krav som är aktuella för 2021. Examensarbetet har varit ett samarbete mellan Högskolan i Borås och konsultföretaget Energitriangeln AB i Göteborg. Examensarbetet omfattar en ny projektering av fastigheten med avseende på val av teknisk lösning för uppvärmningssystemet och ventilationen. Som hjälp i projekteringen användes simuleringsprogrammet ”MagiCad från företaget Autodesk. De energitekniska beräkningarna av uppvärmningsbehovet genomfördes i simuleringsprogrammet BV2, ”Byggnadens Värmebalans i Varaktighetsdiagrammet” som tillhandahålls av företaget CIT, Chalmers Industriteknik. Den tekniska lösningen för lägenhetshuset omfattar en förbättring från den ursprungliga ventilationen som var ett självdragssystem till att bli antingen ett till- och frånluftssystem med värmeåtervinning, (FTX) eller ett frånluftssystem där värmeåtervinning i frånluften erhålls med hjälp av en frånluftvärmepump. Båda alternativen för en förbättrad ventilation projekterades med MagiCad programmet. Examensarbetet omfattar även en analys och beräkning av fastighetens energiprestanda med hjälp av simuleringsprogrammet BV2. Genom användningen av BV2 beräknades två fall och resultatet uttrycktes i specifik energiförbrukning av både el och värme i kWh/m2, år. Dels för fastigheten som projekteras med ett FTX- system för ventilationen och för projektering av en frånluftvärmepump för värmeåtervinning ur frånluften. För att kunna utföra detta projekt behövdes det bland annat tillgång till byggnadsritningar på den fastighet som håller på att byggas och projekteras oberoende av detta examensarbete. Syftet och huvudmålet med rapporten är att ge färdigheter och kunskap inom användningen och konfigurering av simuleringsprogrammet BV2 för energieffektivisering och på det viset kunna göra en jämförelse mellan två olika lösningar ur en ekonomisk synpunkt. Det är också viktigt att visa om de två tekniska lösningarna för ventilationen ger en energi-prestanda som överensstämmer med de krav som ingår Boverkets byggregler, BBR 28 från år 2019. Som en fortsättning av kursen CAD för VVS installationer ingick i examensarbetet en projektering av värme sekundär VS, tappvarmvatten, tappkallvatten och spillvatten med hjälp av MagiCad. Metodiken för energiprestandaberäkningarna i detta projekt var att mäta arean på skalet i fasaden, fönster och dörrar på byggnaden och använda som indata i simuleringsprogrammet av BV2. Resultatet av examensarbetet konstaterar att valet av en bergvärmepump är det bästa alternativet ur en ekonomisk synvinkel. Detta eftersom man behöver köpa färre antal kilowattimmar elektricitet för att kunna täcka värmebehovet i huset. Väljer man en bergvärmepump med ett FTX aggregat sparas i köpt värme för att kunna tillfredsställa fastighetens energibehov cirka 12 527 kWh/el som ger med ett rörligt elpris cirka 14 907 kr om året i besparing av köpt el för värmeproduktion i jämförelse med alternativet där en frånluftsvärmepump användes för värmeåtervinning från frånluften och där den kalla tilluften värms med en utökad area på radiatorsystemet. / A property with several apartments located in the small village of Otterbäcken in Gullspång municipality has burned down. The property will be rebuilt in accordance with Boverket buildings rules BBR and the requirements that are relevant for 2021.The diploma project has been a collaboration between the University of Borås and the consulting company Energi Triangeln AB located in the city of Gothenburg. As part of the project a re-design of the heating and ventilation system of the property will be carried out using two different simulation programs used when designing buildings. The first program is MagiCad from the company Autodesk. In this program drawings are made of the building including the drawings of the heating and ventilation systems. The second program is more focused at energy balances and energy efficiency calculation of the property. You get the energy performance of the property. The translated name is “Heat balances in a duration diagram”. The program is developed by a consulting company connected to Chalmers University of Technology named “Chalmers Industrial Technology”, CIT. The original technical solution for the ventilation in the building before it burned down was a system not using any fans. When rebuilding the house, the design of the ventilation system includes the comparison of two modern system both using extraction fans for forcing spent air to leave the building. The first alternative uses both a supply fan and exhaust fan with a heat exchanger for heat recovery of the heat in the exhaust ventilation duct. This system is used together with a heat pump taking heat from the ground. The second technical solution of ventilation system uses an exhaust fan in connection to a heat pump. That is a system where the heat recovery of the heat in the exhaust duct is recovered in the heat pump instead of extracting heat from the ground as in alternative one. Alternative two has no centralized intake of ventilation air, instead fresh air is coming into the apartments below windows in the sleeping rooms and living room of the apartments through individual ducts. By using the program energy performance program “BV2”, two different cases were calculated and expressed in specific energy consumption of both electricity and heat using the unit kWh/m2, per year. This means that the property which was designed with both an exhaust and a supply fan (and heat exchanger) for ventilation of the building and for the design with an exhaust air fan only but using a heat pump for heat recovery from the exhaust air, these two cases can be compared. To be able to carry out this project, it was necessary, among other things there was a need to access proper building drawings of the property that is being built and projected. The purpose and main objectives of the project are fulfilled. Furthermore, as a continuation of the course called “Computed Aided Design, (CAD), for buildings, the design of secondary heating, domestic hot and cold water and sewage water was carried out using MagiCad. The method used to carry out this project was to use the drawings of the building, measure the area of the shell, windows, doors, roofs and floor of the building and by using the second simulation program BV2 to be able to calculate the energy required of the building. The result of the degree project states that the choice of a geothermal heat pump with a heat exchanger for heat recovery between the exhaust duct and the duct with incoming fresh air provides the best alternative from an energy performance perspective. You consume fewer kilowatt hours to be able to cover the heating demand in the building. If you choose a geothermal heat pump with a heat recovery using only a heat exchanger the saving in purchased electricity to be able to satisfy the property´s energy demand is approximately 12 527 kWh/ electricity annually. which with a common electricity price in Sweden, (of 1.19 crowns/kWh) provides approximately 14 900 Swedish crowns per year in savings of purchased electricity for heat production.

Residential and public buildings account for about 40% of the annual energy use in Europe. Many buildings are in urgent need of renovation, and reductions in energy demand in the built environment are of high importance in both Europe and Sweden. Building energy simulation (BES) tools are often used to predict building performance. However, it can be a challenge to create a reliable BES model that predicts the real building performance accurately. BES modelling is always associated with uncertainties, and modelling occupancy behaviour is a challenging task. This research presents a case study of a BES model of a school building from the 1960s in Gävle, Sweden, comprising an example of a validation strategy and a study of energy use and potential energy-efficiency measures (EEMs). The results show that collection of input data based on evidence, stepwise validation (for unoccupied and occupied cases), and the use of a backcasting method (which predicts varying occupancy behaviour and airing) is an appropriate strategy to create a reliable BES model of the studied school building. Several field measurements and data logging in the building management system were executed, in order to collect input data and for validation of the predicted results. Through the stepwise validation, the building’s technical and thermal performance was validated during an unoccupied period. The backcasting method demonstrates a strategy on how to predict the effect of the varying occupancy behaviour and airing activities in the school building, based on comparisons of BES model predictions and field measurement data. After applying the backcasting method to the model, it was validated during an occupied period. The annual predicted specific energy use was 73 kWh/m2 for heating of the studied building. The distribution of heat losses indicates that the best potential EEMs are changing to efficient windows, additional insulation of the external walls, improved envelope airtightness and new controls of the mechanical ventilation system. / Byggnadssektorn står för ungefär 40 % av den årliga energianvändningen i Europa. Många byggnader är i stort behov av renovering och en minskning av energibehovet inom den byggda miljön är av stor vikt i både Europa och Sverige. För att undersöka byggnaders energianvändning används ofta simuleringsverktyg, men det kan vara utmanande att skapa pålitliga simuleringsmodeller som tillräckligt noggrant predikterar den verkliga byggnadens energianvändning. Simulering av byggnaders energianvändning är alltid förknippat med osäkerheter och att simulera människors beteendemönster är en stor utmaning. Den här forskningen innefattar en fallstudie med en simuleringsmodell av en skolbyggnad, byggd under 1960 talet och belägen i Gävle, inkluderat ett exempel på en valideringsstrategi och en studie av energianvändning och potentiella energieffektiviseringsåtgärder i byggnaden. Resultaten visar att insamling av indata baserade på evidens, stegvis validering (obemannad och bemannad) och användande av en backcasting-metod (vilket predikterar varierande brukarbeteende och vädring) är en lämplig strategi för att skapa en pålitlig energisimuleringsmodell för den studerade skolbyggnaden. Flertalet fältmätningar genomfördes och data loggades i systemet för fastighetsautomation, för att samla indata och för validering av de predikterade resultaten. Genom den stegvisa valideringen kunde byggnadens tekniska och termiska prestanda valideras för en obemannad period. Backcasting-metoden visar en strategi för hur man kan prediktera varierande brukarbeteende och vädringsaktiviteter i skolbyggnaden, baserat på jämförelser av modellens prediktioner och data från fältmätningar. När backcasting-metoden tillämpats i energisimuleringsmodellen, kunde modellen valideras för en bemannad period. Den årliga predikterade specifika energianvändningen för uppvärmningen är 73 kWh/m2. Fördelningen av värmeförluster i byggnaden indikerar att de bästa potentiella energieffektiviseringsåtgärderna är byte till fönster med bättre U-värde, tilläggsisolering av ytterväggarna, bättre lufttäthet i byggnadsskalet och ny styrning av det mekaniska ventilationssystemet.

Indoor air quality is a measure of clean air with comfort conditions and depiction of lower concentration of air pollutants. It is tedious task to achieve all quality measures at a time with smart energy consumption. This research aims to come up with a solution of how to improve smart ventilation system in order to get clean indoor air with less consumption of electric energy. Many studies showed that scheduled ventilation system has proven to be a good solution to this problem. For this purpose, a long-term sensor data of smart ventilation system Renson healthbox and Luvians data is studied which is operated in Dalarnas villa. This research investigates how this system works in two modes and to improve it by customized scheduling.A regression model is constructed in which the relationship between airflow and CO2 is shown. For this purpose, correlation analysis is used in which the connection of bonds between each data features are analyzed. After the feature selection, as a result from correlation matrix, regression analysis is used to find out whether the selected features are linearly related or not. Regression analysis also used for the intent to quantify a model to estimate the flowrate and CO2. A mathematical model is also build to simulate the flowrate and CO2 with energy consumption.The results showed that, in order to provide better indoor air quality with efficient energy consumption, a necessary modification of the fan schedule should be done in a way that fan must be started little bit earlier to avoid harmful particles reach their upper threshold limits. This can result in reduction of fan’s maximum speed hence consumption of less energy is achieved.

Till följd av ökade utsläpp av växthusgaser har klimatförändringar blivit ett faktum och ett väldiskuterat ämne världen över. Parallellt med klimatfrågan behöver den allmänna folkhälsan gynnas, och med ett ständigt växande samhälle växer även efterfrågan på fler idrottsanläggningar. Då byggnader står för en betydande del av bidragen till den globala klimatpåverkan och primärenergianvändning blir idrottsanläggningars miljöpåverkan en allt viktigare fråga. Vilka typer av anläggningar som bör byggas för att främja den allmänna folkhälsan samtidigt som miljöpåverkan minimeras är en fråga som fler och fler av Sveriges kommuner börjar diskutera. Att bygga idrottsanläggningar som multihallar i flera plan är ett fenomen som undersöks allt mer och kan möjligen vara en potentiell lösning. Syftet med detta examensarbete var att undersöka miljöpåverkanskategorierna klimatpåverkan och primärenergianvändningen från Hästhagens sporthall i Malmö. Hallen är byggd i två plan och innehåller därmed två fullstora gymnastikhallar staplade på varandra. Miljöpåverkan från denna multihall jämfördes sedan med den från en traditionell sporthall i ett plan. För att analysera miljöpåverkanskategorierna utfördes en livscykelanalys utifrån ISO-standarderna 14040 och 14044, och avgränsningar gjordes utifrån standarden för värdering ochberäkning av byggnaders miljöprestanda, SS-EN 15978:2011. Därmed undersöktes endast modulerna A1-A5 i byggskedet, vilka innefattar produktion av byggmaterial, transport och konstruktion, samt modul B6 som hanterar energiförbrukningen i driftfasen. Materialen som studerades var de som utgör klimatskalet av Hästhagens sporthall och består främst av betong, tegel, isoleringsmaterial och fönster. I driftfasen granskades klimatpåverkan och primärenergianvändningen av fjärrvärme samt fastighets- och verksamhetsel. Resultaten visar att det är produktionen av material i modul A1-A3, samt fjärrvärmen i B6 som har störst utsläpp av CO2-ekvivalenter och därmed bidrar mest till klimatpåverkan. Utslaget på multihallens antagna livslängd på 70 år har byggfasen en något större påverkan än driftfasen, 27 respektive 23 ton CO2-ekvivalenter per år. Vad gäller energianvändning är det driftfasen som brukar majoriteten av primärenergin, 795 GJ per år, vilket är drygt tre gånger mer per år än de 254 GJ som byggfasen använder. I jämförelsen med en traditionell sporthall i ett plan framgår att Hästhagens sporthall i två plan är något mer energieffektiv och har en lägre klimatpåverkan per tillhandahållen aktivitetstimme. Miljöpåverkan från idrottsanläggningar är dock ett förbisett område och det krävs mer forskning för att kunna dra generella slutsatser om huruvida sporthallar i fler plan är mer miljövänliga än traditionella hallar. / Due to the increase in greenhouse gas emissions, the issue of climate change is now a well debated topic worldwide. Simultaneously, the municipalities in Sweden are constantly working on improving the public health and with a growing society the demand for new sports facilities is increasing. Since the construction and operation of buildings contribute to a major part of the global climate impact as well as primary energy use, the environmental impact of sports facilities is an important question. What sorts of buildings that are most beneficial to increase the health of the general public, and at the same time minimizing the environmental impact, is a question that a growing number of municipalities in Sweden are starting to discuss. The aim of this thesis was to examine the climate impact and the primary energy use of Hästhagens sporthall in Malmö. The multi-use sports facility is constructed in two levels, putting two full-sized gymnasiums on top of each other. Its environmental impact was then compared to the impact of a traditional one-level gymnasium. To conduct this analysis, a life cycle assessment was preformed according to the international standards ISO-14040 and 14044, and the definitions and boundaries of the study was set based on the standard SS-EN 15978:2011, defining the calculation method and assessment of environmental performance of buildings. Thus, modules A1-A5, which include production of building materials, transportation and construction, as well as module B6, which handles the energy use during operation, were examined. The materials that are included in the pre-use phase make up the shell of the building and consists mostly of concrete, brick, insulation and windows. In the operational or use phase, district heating and electricity use were studied. The results show that the production of materials, modules A1-A3, as well as the district heating have the highest emissions of CO2-equivalents and that, if divided upon the total life expectancy of 70 years of the building, the pre-use phase has a slightly higher climate impact than the use phase, 27 versus 23 ton CO2-equivalents per year. Regarding primary energy use, the use phase require 795 GJ per year, and has thus more than a three-fold impact than the pre-use phase, which only requires 254 GJ per year. Compared to a traditional one-level gymnasium, Hästhagens sporthall is somewhat more energy efficient and has a lower climate impact per hour performed activity. However, more research is needed to make more general conclusions about the possibility of multi-use facilities in multiple levels to be more environmentally friendly than one-level establishments.

The Swedish residential sector consumes almost 39 % of Sweden’s final energy consumption. The European Union framework ”Clean Energy for all Europeans package” strives to promote a 32,5 % reduction as a result of energy efficiency measures. The Swedish legislation BBR regulates rules regarding new buildings, extensions and reconstruction of existing buildings. Excerpt 9 regards how energy is being used and determines the demands e.g. for a buildings primary energy use to be classified as a near zero energy building (NZEB). The energy use of a building, located in Västerås, Sweden, is being decided. Various energy efficiency packages are applied to a model in the simulation software IDA ICE. The results are compared with each other deciding the potential benefits of the energy efficiency measures. A substantial decrease of the energy consumption is detected, especially for the energy efficiency packages containing a geothermal heat pump (66 – 78 %). A life cycle cost analysis shows that the package containing a ventilation heat recovery system (FTX) combined with a geothermal heat pump is the optimal solution through an economical point a view. The solution yields a profit after 14 years. The analysis shows that all geothermal solutions, except a system consisting of a geothermal heat pump, FTX, energy efficient windows, rooftop insulation and a photovoltaic system, yields a profit during a 30-year investment period. None of the packages containing a district heat exchanger yield a profit. The simulation results show that by implementing any of the geothermal heat pump packages, the demands for classifying the building according to an NZE building are fulfilled. Regarding the district heating packages, only the package containing all the energy efficiency measures (energy efficient windows, rooftop insulation and PV) meets the demands to be classified as an NZE building. Regarding the environmental impact due to implementing the energy efficiency measures, the results show a reduced impact from applying the geothermal heat pump packages is equivalent to the energy consumption reductions. The results show that by implementing a district heating system, more than one additional energy efficiency measure must be applied to avoid an increased environmental impact. This thesis shows that implementing energy efficiency measures can decrease energy consumption and yield an economical profit to the existing building stock.