Äldre flerbostadshus står för en stor del av Sveriges totala energianvändning som behöver sänkas föratt minska klimatpåverkan och klara regeringsmålet om effektivare energianvändning. Examensarbetets syfte är därför att bidra till en ökad kunskap om energieffektivisering genom åtgärder i äldre byggnaders klimatskärm, och om hur åtgärder kan värderas genom energisimulering och livscykelkostnadsanalys. Målet är att identifiera vilka åtgärder som är ekonomiskt och arkitektoniskt lämpliga för äldre flerbostadshus med intresse av att bevara deras karaktär. Det är även att bedöma vilken energibesparing och livscykelkostnad de utvalda åtgärderna genererar. Ett flerbostadshus i centrala Luleå valdes ut som referensbyggnad. Byggnaden är genom sin konstruktion och design representativ för tidseran. Intressanta åtgärder samt åtgärdspaket i dess klimatskal valdes ut. Sedan utfördes en bred litteraturgenomgång om bostadsbyggandet i Sverige 1945–1964, byggnadens energianvändning, energieffektivisering av klimatskalet, de utvalda åtgärderna samt metoderna energisimulering och livscykelkostnadsanalys. Referensbyggnaden dokumenterades och en energisimuleringsmodell byggdes i programvaran IDA ICE. Den nuvarande utformningen av byggnaden simulerades och kalibrerades mot senast uppmätt normalårskorrigerad energianvändning. Sedan utfördes simuleringar för de utvalda åtgärderna och åtgärdspaketen vilka bestämts till tilläggsisolering av vindsbjälklag, byte av fönster till lågenergifönster och tätning av otätheter runt dessa, en kombination av båda tidigare åtgärder (åtgärdspaket 1), tilläggsisolering av fasad och fönsterbyte, samt en kombination av alla tre åtgärder (åtgärdspaket 2). Livscykelkostnaderna för nuläget och för implementering av de olika åtgärderna beräknades genom nuvärdeskostnadsmetoden. Även återbetalningstider beräknades genom simple-payback-metoden. Byggnadens nuvarande utformning gav efter kalibrering en simulerad energianvändning på 136,2 kWh/(m2Atemp,år); 2,9 % över det senast uppmätta normalårskorrigerade värdet. Nuvärdeskostnaden för att inte utföra någon åtgärd beräknades till ca 2 727 tkr. Åtgärderna genererade energibesparingar på 3,5–14,6 %, nuvärdeskostnader på 2 685-5 880 tkr och återbetalningstider på 7-105 år. För varje adderad åtgärd i klimatskalet ökade energibesparingen. Tilläggsisolering av vindsbjälklag visade sig vara den enda lönsamma åtgärden, då den har en nuvärdeskostnad som är lägre än att inte utföra någon åtgärd. En känslighetsanalys utfördes för kostnadsberäkningarna där diskonteringsräntan höjdes och sänktes med 2 % och energipriset höjdes med 10 %. Tilläggsisoleringav vindsbjälklag kvarstod dock som den enda lönsamma åtgärden. Åtgärderna hade kunnat generera högre procentuell energibesparing för en annan liknande byggnad. Referensbyggnaden innehåller ett stort renoverat kontor vilket ger en lägre nuvarande energianvändning och lägre procentuell energibesparing för åtgärder än om endast den äldre bostadsdelen studerats. Då Luleå har Sveriges lägsta energipris är åtgärder med hög investeringskostnad ekonomiskt svårmotiverade. Detta beror på att kostnadsbesparingarna genom minskad energianvändning blir små i förhållande till åtgärdernas investeringskostnader. Tilläggsisolering av fasad kan inte rekommenderas då åtgärden både är mycket olönsam och förändrar byggnadens uttryck väsentligt. Slutsatsen är att tilläggsisolering av vindsbjälklag är den lämpligaste åtgärden för äldre flerbostadshus, av de undersökta åtgärderna för energieffektivisering i klimatskalet. Den är arkitektoniskt lämplig med hänsyn till bevarandet av byggnaden då den inte förändrar byggnadens utseende. Den är även ekonomiskt lämplig då den har en livscykelkostnad som är lägre änalternativet att inte utföra någon åtgärd. För fortsatta studier föreslås bl.a. att undersöka hur åtgärder kan göras mer attraktiva för fastighetsägare, att kartlägga fastigheter från tidseran (skick, energianvändning, resultat av åtgärder, möjligheter) samt att utvärdera potentialen av ny teknik. / Old multifamily houses stand for a large part of Sweden’s total energy usage, which must decrease to minimize our environmental impact and to accomplish the government goal of more efficient energy usage. The aim of this master thesis is therefore to contribute to an increased knowledge on energy optimization through building envelope improvements in older buildings, and how energy efficiency measures can be evaluated through building energy simulation and life cycle cost analysis. The goal is to identify which measures that are economically and architecturally appropriate for old multifamily houses with interest in retaining their character. It is also to evaluate which energy saving and life cycle cost the selected measures generate. A multifamily house in central Luleå was selected as reference building. The building is by its construction and design representative for the era. Interesting energy efficiency measures in the building envelope were chosen. Then a wide literature study was carried out on house building in Sweden 1945-1964, building energy usage, energy efficiency through building envelope measures, the selected measures and the methods building energy simulation and life cycle cost analysis. The reference building was documented and an energy simulation model was built in the software IDA ICE. A present version of the building was simulated and calibrated to better match the latest normalised annual value. After that, simulations were performed for the selected measures; additional attic insulation, change to low energy windows and weather stripping these, a combination of both previous measures, additional facade insulation and change of windows, and a combination of all three measures. The life cycle costs of the present situation and for implementation of the different measures were calculated through the net present cost method. Also, payback times were calculated through the simple payback method. The building in its original state showed a post-calibration energy usage of 136,2 kWh/(m2Atemp,year); 2,9 % above the surveyed value. The net present cost for not performing any energy conservation measures was calculated to about 2 727 SEK. The measures generated energy savings of 3,5-14,6 %, net present costs of 2 685 -5 880 SEK and payback times of 7-105 years. For each added measure in the building envelope, the energy saving increased. Additional insulation of the attic turned out to be the only profitable measure, since its net present cost is lower than for not performing any energy conservation measure. A sensitivity analysis was performed for the cost analyses where the discount rate was raised and lowered by 2 % and the energy price raised by 10 %. However, the additional attic insulation remained as the only profitable measure. The energy conservation measures could have generated greater energy savings for a similar building. The reference building contains a large retrofitted office which lowers the present energy usage and the percental energy savings for measures compared to if only the dwelling part had been studied. Since Luleå has Sweden’s lowest energy prices, measures with high investment costs become difficult to give grounds for. This is because the cost savings achieved by their energy savings are low compared to their investment costs. Additional facade insulation cannot be recommended since it both is very unprofitable and highly changes the appearance of the building. The conclusion is that additional attic insulation is the most appropriate energy conservation measure for old multifamily houses, of selected measures in the building envelope. It can be regarded as architecturally appropriate since it does not change the building appearance. It is also economically appropriate since its life cycle cost is lower than for not performing any measure. Suggested future research includes analyzing how energy efficiency measures can be made more attractive for real estate owners, charting real estate from the era (condition, energy usage, results from measures, opportunities) and evaluating the potential of new technology within the field.

Natural ventilation is the dominating ventilation process in ancient buildings like churches, and also in most domestic buildings in Sweden and in the rest of the world. These buildings are naturally ventilated via air infiltration and airing. Air infiltration is the airflow through adventitious leakages in the building envelope, while airing is the intentional air exchange through large openings like windows and doors. Airing can in turn be performed either as single-sided (one opening) or as cross flow ventilation (two or more openings located on different walls). The total air exchange affects heating energy and indoor air quality. In churches, deposition of airborne particles causes gradual soiling of indoor surfaces, including paintings and other pieces of art. Significant amounts of particles are emitted from visitors and from candles, incense, etc. Temporary airing is likely to reduce this problem, and it can also be used to adjust the indoor temperature. The present study investigates mechanisms and prediction models regarding air infiltration and open-door airing by means of field measurements, experiments in wind tunnel and computer modelling. In natural ventilation, both air infiltration and airing share the same driving forces, i.e. wind and buoyancy (indoor-outdoor temperature differences). Both forces turn out to be difficult to predict, especially wind induced flows and the combination of buoyancy and wind. In the first part of the present study, two of the most established models for predicting air infiltration rate in buildings were evaluated against measurements in three historical stone churches in Sweden. A correction factor of 0.8 is introduced to adjust one of the studied models (which yielded better predictions) for fitting the large single zones like churches. Based on field investigation and IR-thermography inspections, a detailed numerical model was developed for prediction of air infiltration, where input data included assessed level of the neutral pressure level (NPL). The model functionality was validated against measurements in one of the case studies, indicating reasonable prediction capability. It is suggested that this model is further developed by including a more systematic calibration system for more building types and with different weather conditions. Regarding airing, both single-sided and cross flow rates through the porches of various church buildings were measured with tracer gas method, as well as through direct measurements of the air velocity in a porch opening. Measurement results were compared with predictions attained from four previously developed models for single‑sided ventilation. Models that include terms for wind turbulence were found to yield somewhat better predictions. According to the performed measurements, the magnitude of one hour single-sided open-door airing in a church typically yields around 50% air exchange, indicating that this is a workable ventilation method, also for such large building volumes. A practical kind of diagram to facilitate estimation of suitable airing period is presented. The ability of the IDA Indoor Climate and Energy (IDA-ICE) computer program to predict airing rates was examined by comparing with field measurements in a church. The programs’ predictions of single-sided airflows through an open door of the church were of the same magnitude as the measured ones; however, the effect of wind direction was not well captured by the program, indicating a development potential. Finally, wind driven air flows through porch type openings of a church model were studied in a wind tunnel, where the airing rates were measured by tracer gas. At single-sided airing, a higher flow rate was observed at higher wind turbulence and when the opening was on the windward side of the building, in agreement with field measurements. Further, the airing rate was on the order of 15 times higher at cross flow than at single-sided airing. Realization of cross flow thus seems highly recommendable for enhanced airing. Calibration constants for a simple equation for wind driven flow through porches are presented. The measurements also indicate that advection through turbulence is a more important airing mechanism than pumping.   The present work adds knowledge particularly to the issues of air infiltration and airing through doors, in large single zones. The results can be applicable also to other kinds of large single-zone buildings, like industry halls, atriums and sports halls. / Naturlig ventilation är den dominerande ventilationsprocessen i äldre byggnader såsom kyrkor, och även i de flesta småhus i Sverige och övriga delar av världen. Luftinfiltration och vädring utgör viktiga komponenter i naturlig ventilation, där luftinfiltration är luftflöde genom oavsiktliga läckage i byggnadsskalet, medan vädring är avsiktligt luftutbyte genom stora öppningar såsom fönster och dörrar/portar. Vädring kan i sin tur ske ensidigt (genom en öppning) eller som tvärdrag (genom två eller flera öppningar belägna på olika ytterväggar). Det totala luftutbytet påverkar värmeförluster och inomhusluftens kvalité. I kyrkor orsakar avsättning av luftpartiklar en gradvis nedsmutsning av invändiga ytor, inklusive väggmålningar och andra konstföremål. Betydande mängder partiklar avges från besökare, tända ljus, rökelse, o.d. Tillfällig vädring kan minska detta problem, men även användas för att justera innetemperaturen. Föreliggande studie analyserar mekanismer och predikteringsmodeller gällande luftinfiltration och dörrvädring genom fältmätningar, vindtunnelförsök och datorsimuleringar. Luftinfiltration och vädring har samma drivkrafter, d.v.s. vind och termik (inne‑ute temperaturskillnader). Båda dessa drivkrafter är svåra att predicera, särskilt vindinducerade flöden och kombinationen av termik och vind. Två av de mest etablerade modellerna för luftinfiltrationsprediktering i byggnader har utvärderats via mätningar i tre kulturhistoriska stenkyrkor i Sverige. En korrigeringsfaktor av 0,8 föreslås för bättre prediktion av den ena modellen (som gav bäst resultat) gällande höga en-zonsbyggnader såsom kyrkor. En detaljerad numerisk modell är utvecklad för luftinfiltrationsprediktering, där indata baseras på fältundersökningar, inkl. IR-termografering och uppmätt av neutrala tryckplanet (NPL). Modellens funktionalitet har validerats via mätningar i en av fallstudierna och pekar på tämligen god prediktionsprestanda. Vidare utveckling av modellen föreslås, inkl. ett mer systematiskt kalibreringssystem, för olika typer av byggnader och väderförhållanden. Gällande vädring mättes både ensidigt flöde och tvärdrag genom portar i olika kyrkobyggnader med hjälp av spårgas samt direkta lufthastighetsmätningar i portöppning. Mätresultaten jämfördes med erhållna prediktioner från fyra tidigare utvecklade modeller för ensidig ventilation. De modeller som tog hänsyn till vindturbulens gav något bättre resultat. Enligt utförda mätningar medför en timmes ensidig portvädring i en kyrka cirka 50 % luftutbyte, vilket indikerar att detta är en tillämpbar ventilationsmetod, även för så pass stora byggnadsvolymer. Ett särskilt vädringsdiagram presenteras, som syftar till att underlätta uppskattning av erforderlig vädringsperiod. Vidare studerades predikteringsprestanda hos IDA Indoor Climate and Energy (IDA-ICE) simuleringsprogram avseende vädring, där simuleringsdata jämfördes med fältmätningar i en kyrka. Programmets prediktion av ensidigt luftflöde genom en öppen kyrkport var av samma storlekordning som det uppmäta; dock klarade programmet inte av att hantera inverkan av vindriktning så väl, vilket pekar på en utvecklingspotential. Avslutningsvis undersöktes vinddrivet flöde igenom portöppningar i en kyrkmodell i vindtunnel, där luftomsättningen mättes med hjälp av spårgasmetoden. Vid ensidig vädring observerades högre flöde vid högre vindturbulens och när öppningen var på vindsidan av byggnaden, i överensstämmelse med fältmätningarna. Dessutom var vädringsflödet vid tvärdrag i storleksordningen 15 högre än det vid ensidig vädring. Det verkar alltså som att man kan öka vädringstakten avsevärt om man kan åstadkomma tvärdrag. Kalibreringskonstanter presenteras också för en enkel ekvation för vinddrivet flöde genom portar. Vindtunnelstudien indikerar vidare att advektion genom turbulens är en viktigare vädringsmekanism än pumpning. Föreliggande arbete bidrar med kunskap speciellt kring luftinfiltration och vädring genom portar i höga en-zonsbyggnader. Resultaten kan även vara tillämpliga på andra typer av höga en-zonsbyggnader såsom industrihallar, atrier/ljusgårdar och idrottshallar. / Church project

Energianvändningen idag är den största bidragande faktorn till de globala klimatförändringarna vilket ställer krav på mer hållbar och resurseffektiv energihantering. I Sverige står sektorn bostäder och service för ca 40 % av den slutgiltiga energianvändningen motsvarande 144 TWh. För att nå en mer hållbar byggnadssektor har EU i direktivet för Byggnaders Energiprestanda satt målet att byggnadssektorn ska vara fossilfri till 2050, samt beslutat att varje medlemsstat ska etablera en långsiktig renoveringsstrategi. Nationellt finns därmed målet att minska den totala energianvändningen per uppvärmd area med 50 % till 2050 jämfört med 1995. Detta innebär att omfattande energieffektiviseringsåtgärder (EEÅ) behöver implementeras i Sveriges byggnadsbestånd. I examensarbetet jämförs den nationella potentialen avseende energibesparing, kostnadseffektivitet samt utsläppsreduktion av koldioxidekvivalenter (CO2eq) för olika energieffektiviseringsåtgärder (EEÅ) kopplade till uppvärmning och tappvarmvattenanvändning i flerbostadshus. Vidare undersöks även hur väl anpassade befintliga styrmedel är för de studerade EEÅ. För att besvara frågeställningarna har sex olika typhus tagits fram vilka är representativa för Sveriges bestånd av flerbostadshus. Dessa byggnader har modellerats i programvaran IDA ICE och energisimuleringar har genomförts för att undersöka effekterna av samtliga EEÅ. Vidare, styrmedel kopplade till energieffektivisering av flerbostadshus har analyserats och dess innebörd för olika EEÅ granskats. Resultatet visar att inom det svenska flerbostadshusbeståndet har installation av spillvattenvärmeåtervinning och FTX störst tekniskt möjlig energibesparingspotential med en årlig nationell energibesparingspotential på 5,3 TWh respektive 4,7 TWh. Isolering av tak är den EEÅ med högst kostnadseffektivitet per sparad energienhet, 334–579 SEK/MWh beroende på klimatzon, följt av spillvattenvärmeåtervinning och FTX som har en kostnadseffektivitet på 1267–1503 SEK/MWh respektive 1882–3587 SEK/MWh. Takisolering är även den EEÅ som är mest kostnadseffektiv för utsläppsminskning av koldioxidekvivalenter följt av spillvattenvärmeåtervinning och FTX. För takisolering är kostnadseffektiviteten 5,9–10,3 tSEK/ton CO2eq, 28,2–33,5 tSEK/ton CO2eq för spillvattenvärmeåtervinning och 39,5–93 tSEK/ton CO2eq för installation av FTX. Utifrån de styrmedel som studerats konstateras det att befintliga styrmedel för energieffektivisering i flerbostadshus inkluderar konventionella EEÅ men att det finns bristfällig information och krav gällande återvinning av värme från spillvatten trots åtgärdens höga energibesparingspotential och kostnadseffektivitet. Bättre kunskap och information gällande kostnadseffektiviteten för olika EEÅ kan leda till mer resurseffektiva åtgärdsförslag från energiexperter och även öka renoveringstakten. / Today's energy use is the largest contributing factor to global climate change, which calls for a more sustainable and resource-efficient energy management. In Sweden, the residential and service sector accounts for about 40% of the final energy use, corresponding to 144 TWh. To achieve a more sustainable building sector, the European Commission has set a target in the Energy Efficiency Directive that the building sector should be fossil-free by 2050 and decided that every Member State should establish a long-term renovation strategy. Nationally, there is a target to reduce the total energy use per heated area by 50% by 2050. This requires a large-scale implementation of energy efficiency measures (EEMs) in Sweden's building stock. This master thesis compares the national potential regarding energy saving, cost-effectiveness and emission reduction of carbon dioxide equivalents (CO2eq) for various EEMs linked to heating and domestic hot water use in multi-family buildings. Furthermore, it is also examined how well-adjusted existing policy instruments are to the studied EEMs. To answer the research questions, six different reference buildings, which are representative of Sweden’s stock of multi-family buildings, have been developed. These buildings have been modeled using the software IDA ICE and energy simulations have been carried out to investigate the effects for all EEMs. Policy instruments regarding energy efficiency in multi-family buildings have been analyzed and their significance for various EEMs have been investigated. The results show that installation of wastewater heat recovery and exhaust air heat recovery has the highest technically possible energy saving potential with an annual national saving potential of 5.3 TWh and 4.7 TWh, respectively Roof insulation is the EEM with the highest cost-effectiveness per saved energy unit, 334–579 SEK/MWh depending on climate zone, followed by wastewater heat recovery with a cost-effectiveness of 1267–1503 SEK/MWh and exhaust air heat recovery with 1882–3587 SEK/MWh. Roof insulation is also the EEM that is most cost-effective regarding reduced CO2eq -emissions, followed by wastewater heat recovery and exhaust air heat recovery. For roof insulation, the cost-effectiveness is 5.9–10.3 kSEK/ton CO2eq, 28.2–33.5 kSEK/ton CO2eq for wastewater heat recovery and 39.5–93 kSEK/ton CO2eq for installation of exhaust air heat recovery. Based on the studied policy instruments, it is found that the existing policy instruments for EMMs in multi-family buildings include conventional EMMS. However, there is insufficient information and requirements regarding recovery of heat from wastewater despite the measure's high energy saving potential and cost-effectiveness. Better knowledge and information regarding the cost-effectiveness of various EEMs can lead to more resource-efficient suggestions from energy experts and increase the pace of renovation.

Energy efficiency of the building sector is a key strategy to achieve national climate goals in Sweden and other European countries. In this thesis, several renovation scenarios for a case study office building in Sweden are analysed and compared based on their energy performance, environmental impacts, and economic costs from a life cycle perspective. As a baseline, the case study building was simulated in IDA ICE and compared with the simulated renovation scenarios. For the Life Cycle Analysis (LCA) and the Life Cycle Costs (LCC), the commercially available software OneClickLCA was used. The renovation scenarios were carried out over three rounds: (i) material type scenarios where five insulation materials (glass wool, rock wool, hemp fiber, Expanded Polystyrene (EPS), and Extruded Polystyrene (XPS)) and two frame materials (wood and steel) are compared; (ii) insulation thickness optimization from economic and environmental performance perspectives (iii) comparison of combination with other typical renovation measures such as changing of windows, improving specific fan power, heat exchanger efficiencies, and lightings. The results show that glass wool gives the most economical and environmental performance, followed by rock wool and EPS. When considering other environmental indicators, hemp fiber presents the best environmental option. However, it is not competitive with traditional insulation materials from an economic perspective. The insulation thickness scenarios show different optimal economic and environmental performance points, giving total energy savings of 5 % and 9,5 %, respectively. When considering other typical energy efficiency measures, the highest impact on the energy performance was found when improving the specific fan power (SFP) and switching to LED lights with total electricity reductions (including user-based electricity consumption) of 4 % and 14 %, respectively. Conclusively, the case study showed how the electricity and heating demand of the studied office building could be reduced, and the environmental and economic consequences of the different energy-efficiency measures.

En stor del av alla bostäder som byggdes mellan 1965-1974 brukar betecknas miljonprogrammet. Efter 40-50 års förbrukning har byggnaderna uppnått sin tekniska livslängd och är därför i behov av renovering. Detta samtidigt som bostadsbristen återstår och energikraven från myndigheter blir allt strängare i syfte att reducera bostadssektorns energianvändning samt för att uppnå ett hållbart samhälle.  Studien är baserad på ett flerbostadshus, Barytongatan 4 som är belägen i Göteborg och som är en del av projektet Kaverös etapp II. I denna studie undersöks energibesparingsåtgärder i samband med våningspåbyggnad och de regelverk som gäller vid om- och tillbyggnad enligt BBR och PBL. I simuleringsprogrammet IDA ICE kunde olika energibesparingsåtgärder studeras. Resultatet från varje enskild åtgärd och en sammansättning av dessa jämfördes därefter med den befintliga byggnadens energideklaration och statisk. Studien är koncentrerad till energisimuleringar och behandlar inga ekonomiska beräkningar. Rapporten fastställer att en våningspåbyggnad, som ökar byggnadsvolymen, är en tillbyggnad samt att allt för stora åtgärder i en befintlig byggnad klassas som en ombyggnad enligt BBR och PBL. Studien berör energibesparingsåtgärder gällande FX-system, FTX-system, balkonginglasning och solpaneler på tak. Resultatet visar att med endast få ingrepp i referenshuset, i enlighet med regelverken, kunde energianvändningen reduceras från 147 kWh/m² till 104,8 kWh/m², vilket motsvarar 28,8 procent. / A majority of houses that were built during the years 1965-1974 is usually referred to as the million program. After 40-50 years of use, the buildings have reached their technical life expectancy and need to be renovated. At the same time, the lack of housing shortage continues to exist while energy requirements from the government are becoming increasingly strict. The government maintains and run a strict policy to reduce the energy consumption of the housing sector in hope of achieving a more sustainable society. The study is based on a multi-family house located in Kaverös, Gothenburg at Barytongatan 4, which is part of the Kaverös Stage II project. In this study, energy conservation measures are investigated in connection with story extension and the applicable regulations when it comes to rebuilding and upgrading in accordance with BBR and PBL. Using the IDA ICE simulation program, different energy conservation measures could be studied. The result of each individual energy conservation measure, and a combination of these were then compared with the existing building's energy declaration and static. This study is limited to energy calculation and no financial calculations are presented The result shows that only a few interventions in the reference housing, according to the regulations BBR and PBL, can affect the energy consumption and reduce it from 147 kWh/m² to 104.8 kWh/m², which corresponds to 28.8 percent.

Envelopes with low thermal performance are common characteristics in European historic buildings resulting in insufficient thermal comfort and higher energy use compared to modern buildings. There are different types of applications for the European historic buildings such as historic churches, historic museums, historic theatres, etc. In historic buildings refurbished to offices, it is vital to improve thermal comfort for the staff. Improving thermal comfort should not increase, preferably reduce, energy use in the building. The overall aim in this research is to explore how to improve thermal comfort in historic buildings without increasing, preferably reducing, energy use with the application of non-intrusive methods. This is done in form of a case study in Sweden. Thermal comfort issues in the case study building are determined through a field study. The methods include field measurements with thermal comfort equipment, data logging on BMS, and evaluating the occupant’s perception of a summer and a winter period indoor environment using a standardized questionnaire. According to questionnaire and thermal comfort measurements results, it is revealed that the summer period has the most dissatisfied occupants, while winter thermal comfort is satisfactory – but not exceptionally good. Accordingly, natural heat sinks could be used in form of NV, as a non/intrusive method, in order to improve thermal comfort in the building. For the historic building equipped with mechanical ventilation, NV strategy has the potential to both improve thermal comfort and reduce the total electricity use for cooling (i.e. electricity use in the cooling machine + the electricity use in the ventilation unit’s fans). It could decrease the percentage of exceedance hours in offices by up to 33% and reduce the total electricity use for cooling by up to 40%. The optimal (maximum) NV rate (i.e. the potential of NV strategy) is dependent on the thermal mass capacity of the building, the available NV cooling potential (dependent on the ambient air temperature), COP value of the cooling machine, the SFP model of the fans (low SFP value for high NV rate is optimal), and the offices’ door scheme (open or closed doors).

The energy retrofit of existing buildings has always been a challenging task to accomplish. The example of the Swecohuset building, proves how an integrated approach design between architectural and energetic aspects as well as the use of well-known and efficient technologies are key aspects to achieve the energy-saving goal. This work, in the first part describes the Swecohuset retrofit process, along with the reasons behind the choices which have led to the current result of a reduction by 2/3 of the energy need for space conditioning purposes. Then, in the second part, after a brief focus on the passive aspects which characterize the current energy performance of the building, it is carried out a feasibility analysis of an EWIS (external wall insulation system) by studying its interaction with a complex system as an optimization problem, with the main purpose of understanding the basis of the BPO and explore further building potentialities. / SIRen

Decisions made at the early stage of building design can significantly influence theenvironmental, energy and economic performance of buildings. Future homeowners anddevelopers often have to make decisions concerning the design and specification of thebuilding. These choices are usually governed by functionality, aesthetics, cost, materialavailability, etc. Except for decisions related to long-term performances, they are relativelyeasy and straightforward to make. Long-term performance assessments that consider theimpact of a product over its lifetime, requires thorough research. Due to the lack of studies onthe long-term benefits and performance of different building design options, homeowners anddevelopers often base their decisions on short-term financial benefits, ignoring long-termbenefits. This may lead to incorrect decisions that are difficult to correct.Within this context, the aim of this study is to compare the long-term economic viability ofdifferent external timber wall construction types. By doing so, our goal is to address the lackof techno-economic studies within the construction industry and thus, to assist the decisionmakingof Swedish homeowners and developers. We evaluate the economic performance ofthree wooden wall construction alternatives—that of IsoTimber, cross-laminated timber(CLT), and timber frame walls—via thirteen wall assembly scenarios and two case housesfrom Bysjöstrand eco-village, Sweden. The scenarios account for variations in wall type andwall thicknesses. Our study utilizes an approach based on life cycle costing (LCC) andconsiders the capital cost and the present value of heating cost. The latter is calculated for 1m2of heated area of each case houses over a 40-year period. Indoor Climate and Energy software(IDA ICE) is used to estimate the heating energy use and the Bidcon program to estimate thematerials and labor costs for all cases. The study considered reasonable economic parameters,but to see their impact on the results and feasibility of wall constructions improving, sensitiveanalysis has been done using different values.The main finding of this thesis is that timber frame wall construction is the most economicchoice in the long term. In contrast, IsoTimber wall is the least economic choice, in general,and for two-story homes, in particular. Moreover, the present value total cost for IsoTimber intwo-story building is 5% higher than for a single-story building that has a similar U-value. Incontrast, it is 3% and 7% lower for CLT and timber frame walls respectively. Also, the resultsindicate that although the present value heating cost decreases with increasing wall thickness,this increase is considerably smaller than the increase in the capital cost. Finally, assumedeconomic factors affect the results greatly, but in general, improving the U-value of CLT wallconstruction might be the most profitable then timber frame comes after, and then IsoTimbercomes in the last. Along with, return economic benefit from the improvement of all studiedwall constructions in single-story building is higher than the benefit in two-story building.

När byggnader projekteras används klimatfiler från 1981-2010 för att dimensionera konstruktionen och energisystemet. Detta leder till att byggnader dimensioneras för ett klimat som varit och inte ett framtida klimat. SMHI har tagit fram olika klimatscenarier för framtiden som beskriver möjliga utvecklingar klimatet kan ta beroende på fortsatt utsläpp av växthusgaser. Dessa scenarier kallas för RCP (Representative Concentration Pathways). I denna studie används två olika klimatscenarier, RCP4,5 och RCP8,5. Siffran i namnet står för den strålningsdriving som förväntas uppnås år 2100. I RCP4,5 kommer medelårstemperaturen öka med 3 °C fram till år 2100 jämfört med referensperioden 1961-1990.  För samma tidsperiod sker en ökning på 5 °C enligt RCP8,5.  Ett flerbostadshus certifierad enligt Miljöbyggnad 2.2 nivå silver placerat i Vallentuna i Stockholms län används i denna studie som referensbyggnad. Byggnaden simuleras i programmet IDA ICE där den utsätts för RCP4,5 och RCP8,5. Resultatet visar att byggnaden inte skulle klara av kraven för Miljöbyggnad 2.2 gällande termiskt klimat sommar i något av de två klimatscenarierna. De operativa temperaturerna blir för höga i byggnaden utan att tillsätta komfortkyla.  Byggnaden ändras för att se vilka faktorer som kan förbättra resultatet gällande det termiska klimatet. Resultatet visar att värmelagringsförmåga hos byggmaterial och solavskärmning har störst påverkan på det termiska klimatet.  I studien gjordes flertal olika kombinationer av byggnadsutformningar. Enbart kombinationen av en tung stomme av betong tillsammans med fönster med lägre g-värde klarar kraven för Miljöbyggnad 2.2 i RCP4,5 och RCP8,5 utan komfortkyla. Kombinationen får lägst energianvändning i RCP8,5 av de olika kombinationerna som testats i studien.  En kombination av tung stomme av KL-trä med lågt U-värde, fönster med lägre g-värde och komfortkyla får lägst energianvändning i grundklimatet och RCP4,5 av de olika kombinationerna som testats i studien trots användningen av komfortkyla.  Frågan om vilket alternativ som är bäst ur ett hållbarhetsperspektiv är svårt att svara på. Det finns många aspekter som behöver tas i hänsyn till som byggnadens totala klimatavtryck både i tillverkning och användning. Oavsett val av konstruktion är det viktigt att projektera för att komfortkyla och solavskärmning skall kunna appliceras när ett varmare klimat råder. / When buildings are designed climate files from 1981 to 2010 are used to construct the building and its energy system. This leads to building being designed to a climate that has been and not to a future warmer climate that will come. SMHI has developed different climate scenarios for the future that describe different paths the climate can take depending on continued emissions of greenhouse gas. This climate scenarios are called RCP (Representative Concentration Pathways) In this study two of the climate scenarios, RCP4,5 and RCP8,5 are used. The number in the name stands for the radiation forcing that is expected in the year 2100.  In RCP4,5 the mean average air temperature will increase with 3 °C until year 2100 compared to the reference period 1961-1990. In the same time period RCP8,5 will increase with 5 °C.  An apartment building certified according to Miljöbyggnad 2.2 level silver placed in Vallentuna, Stockholms län is used as a reference building. The building is simulated through the simulation software program IDA ICE where it´s exposed to RCP4,5 and RCP8,5. The results demonstrate that the reference building would not meet Miljöbyggnad 2.2 requirement in the indicator about thermal comfort during summer. The operative temperature in the building is too high unless comfort cooling is used.  The design of the building changes to see what factors can improve the results regarding the thermal comfort. The results demonstrate that thermal conductivity and solar shading has the greatest impact on thermal comfort.  In this study several combinations of different building designs were made. Only the combination of a concrete frame with windows with low g-value met the requirement of Miljöbyggnad 2.2 regarding the thermal comfort during summer without using comfort cooling in RCP4,5 and RCP8,5. The combination had the lowest energy demand in RCP8,5 of all the combinations tested in the study.  A combination of cross laminated wood frame with low U-value, windows with low g-value and comfort cooling had the lowest energy demand in the original climate file and RCP4,5 despite the use of comfort cooling.  The questing about which building construction is the best from a sustainable perspective is difficult to answer. To answer that question the building´s total climate footprint in both production and use must be calculated. Regardless of the choice of building construction it is important to have in mind when designing a building that comfort cooling and solar shading should be easily applied when a warmer climate will prevail.