För att uppnå Sveriges energimål har servicesektorn börjat bygga energieffektiva byggnader. I detta examensarbete har energiberäkningar med hjälp av VIP-Energy utförts för Elmeskolan som är byggd enligt passivhusteknik. Resultatet av energiberäkningen har jämförts med kraven enligt BBR 22 och 25 och passivhusstandarden. Det visade sig att kraven för BBR och passivhusstandarden uppfylldes. Även en beräkning av energiprestanda för BBR 22 och 25 med avseende på bergvärme och fjärrvärme har tagits fram med hjälp av definitioner enligt Boverkets byggregler. Energiprestandan för bergvärme visade sig vara lägre än för fjärrvärme. Tre LCC-kalkyler har utförts med hjälp av en Excel-mall. Den beräknade energiprestandan för Elmeskolan samt det maximala kravet för energiprestanda för passivhusstandarden och BBR 22 har legat till grund för kalkylen. Kalkylen resulterade i att Elmeskolans energikostnad var en fjärdedel i jämförelse med kravet för BBR 22. Syftet med denna studie är att resultatet ska påvisa fördelarna med att uppföra byggnader med passivhusteknik samt påvisa energieffektiviteten för ett passivhus. / In order to achieve Sweden's energy goals, the service sector needs to build energy-efficient buildings. Therefore, the national board of housing, building and planning proposed building regulations called BBR that consists of requirements and general recommendations for both new and existing building and contains multidimensional aspects including energy management in the building. Passive house building is also another promising solution to approach an energy efficient building. The main aim of this study is to assess the energy performance of a case study building according to the both BBR and passive house building criteria. Correspondingly, Elmeskolan, which has been built based on passive house standards, is chosen as the case study and a model is developed using a building energy-modelling program, VIP-Energy. The result of the energy calculation has been compared with the requirements of BBR 22 and 25 and the Passive House Standards. The study shows that the requirements for BBR and Passive House Standards were met for the case studied building. The primary energy demand of the heat supply system in the building is assessed by considering either geothermal or district heating system according to the Boverket’s energy management building regulations. It is concluded that the primary energy demand in case of using geothermal system is lower than district heating system to supply building heating demand. A simplified LCC analysis has been considered in this study due to the passive house standard and BBR 22 and 25 building regulations. The results show energy cost of the case studied building that is built based on passive house criteria is 25 % of total energy cost of similar building that built based on BBR 22 requirements. The results show the benefits of passive house requirements in comparison with BBR regulations for the case studied building in terms of thermo-economic objectives.

Cette thèse est une contribution à l'étude des systèmes hybrides éoliens-photovoltaïques avec batteries sur plusieurs aspects : évaluation des sources, modélisation, simulation, optimisation du dimensionnement et enfin commande et supervision. Ainsi, dans un premier temps, une étude d'impact sur l'évaluation du potentiel en énergies renouvelables sur un site donné en prenant en compte la consommation dans un habitat résidentiel (période et méthode d'acquisition des données, techniques d'évaluation, ...) est présentée. Puis, les modèles énergétiques des différents composants du système ainsi que les aspects économiques et écologiques sont définis. L'ensemble est représenté à l'aide du logiciel Matlab/Simulink. Ensuite, une méthodologie d'optimisation du dimensionnement du système multi-sources est développée et comparée à plusieurs approches, allant d'une optimisation mono-objective à une multi-objective et évaluant le coût économique et écologique de chacune de ces solutions. Une solution « pratique » est retenue pour les composants PV, éolien et batteries du système final afin d'en évaluer la viabilité énergétique, économique et écologique. Les résultats montrent un impact environnemental faible et un coût raisonnable du point de vue économique ainsi qu'une satisfaction de la charge dans les limites tolérées par l'usager. La méthode développée de dimensionnement est comparée à un outil commercial existant. Enfin, un banc expérimental PV-éolien avec batteries est mis en oeuvre avec une nouvelle technique de supervision basée sur le contrôle des courants et l'estimation de l'état de charge des batteries. / This thesis is a contribution to the study of photovoltaic-wind-battery hybrid systems for several aspects: source evaluation, modeling and simulation, design optimization and finally control and supervision. Thus, an impact study on the evaluation of renewable energy potential at a given site taking into account consumption in residential housing (period and method of data acquisition, evaluation techniques...) is presented. In addition, all the components of the system are modeled and economic and ecological aspects are defined in order to make an overall assessment of various system configurations. All models are represented using Matlab/Simulink tool. Then, a methodology for single and multi-objective design optimization of a multi-source system is developed to minimize system Life Cycle Cost (LCC), Embodied Energy (EE) and Loss of Power Supply Probability (LPSP). A "practice solution" is thus retained and evaluated. Results show a low environmental impact and a reasonable economic cost as well as a satisfaction of the load within the limits tolerated by the user. Besides, a very convincing comparison of the developed sizing method to an existing commercial tool is presented. At the end, an experimental PV-wind-battery tested is developed in laboratory to ensure a quasi-realistic emulation of hybrid system behavior for different configurations. Accordingly, a new supervision strategy based on currents control and battery state of charge estimation is successfully validated.

The master thesis focuses on problems connected with the life cycle cost of property owned by the city. It analyses general issues of the life cycle cost of construction, but it mainly analyses the ways in which local authorities manage their properties and their cost. Those methods are applied in a case study, that addresses the cost and management of swimming pool sites which are owned by the city Brno.

En stor del av Trafikverkets budget går till att reparera och underhålla våra broar. Underhållsåtgärder orsakar också trafikproblem med stora miljöutsläpp och samhällskonsekvenser som följd. Eftersom broar vanligtvis dimensioneras för en lång livslängd på 120 år är det viktigt att planera för långsiktiga lösningar och förutse konsekvenserna av kommande underhållsåtgärder. Genom att använda mer underhållsfria material finns möjligheten att minska kostnaderna och koldioxidsläppen. Målet med examensarbetet är att ta reda på hur stora besparingarna är genom att svara på frågan: ”Vilka fördelar erhålls av att använda mer underhållsfria material i broöverbyggnader ur kostnads- och miljösynpunkt?”. Syftet är att påvisa hur stora kostnadsbesparingarna och de minskade koldioxidutsläppen kan bli för att underlätta för berörda parter i branschen att planera för långsiktigare lösningar. För att besvara målformuleringen jämförs överbyggnaden hos en konventionellt utförd samverkansbro med huvudbalkar av stål och broplatta av betong med alternativa material. Grunden för undersökningen utgörs av överbyggnaden hos en samverkansbro med huvudbalkar av stål och broplatta av betong. Överbyggnaden utförs med sex olika materialkombinationer med mer eller mindre underhållsfria material. Materialen som ingår i undersökningen är vanligt kolstål och rostfritt stål, betong och modern injekteringsbetong samt asfalt och slitbetong. Överbyggnaden dimensioneras, enligt den europeiska standarden Eurokod, med samtliga materialkombinationer för att fastställa materialmängderna. Materialmängderna ligger till grund för att bestämma rimliga kostnader och koldioxidutsläpp som beräknas, analyseras och jämförs i en livscykelkostnadsanalys och en livscykelanalys. Resultatet visar att en bro byggd med konventionella material ger en sammanlagd kostnad under sin livstid som är mer än dubbelt så stor jämfört med en mer underhållsfri bro med rostfritt stål i både balkar och armering samt slitbetong som beläggning istället för tätskikt och asfalt. Ur miljösynpunkt är den underhållsfria bron med rostfritt stål redan från början ett bättre alternativ med mindre koldioxidutsläpp tack vare att mindre mängder material behövs för att klara av samma laster. Det resulterar i att den alternativa bron är ett bättre val både ur kostnads- och miljösynpunkt med ett livscykelperspektiv. / Bridges of today require high maintenance which leads to high costs and big environmental emissions. To secure the structures sustainability the magnitude of future maintenance should be considered to the initial investment, both in an environmental point of view and costs. Increased quality usually leads to higher initial cost, but savings maybe possible in a long-term perspective if the maintenance can decrease. Bridges has a life-span on 120 years. Therefor decreased maintenance could imply a vital saving. The purpose of this thesis is to analyse costs and carbon dioxide emissions of a bridge superstructure in a composite bridge with different materials in a life cycle perspective. The investigated materials is carbon steel and stainless steel, traditional concrete and modern prepakt concrete and also asphalt and directly cast concrete surfacing. Six various bridges has been designed to compare the different materials. The calculations have been performed due to the European standards, Eurocode. Investigations of the ingoing materials impact on the environment has been measured in a simplified life cycle assessment, LCA. Emphasis on the analyse has been on the carbon dioxide emissions. To measure the costs a life cycle cost, LCC, has been performed. The result of the investigation shows that a bridge with conventional materials in the end of its life cycle has cost twice as much as the bridge with stainless steel in both reinforcement and beams. In an environmental view the alternatives with stainless steel is better from the beginning. That is thanks to less materials are needed for the same loads. The result shows that the bridge with alternative materials is better account of cost and environmental views.

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.

The building industry is responsible for 35% of final energy use and 38% of CO2 emissions at a global level. The European Union aims to reduce CO2 emissions in the building industry by up to 90% by the year 2050. Therefore, it is important to consider the environmental impacts buildings have. The purpose of this thesis was to investigate the environmental impacts and costs of a single-family house in Sweden. In the study, the life cycle assessment (LCA) and the life cycle cost (LCC) methods have been used by following the “cradle to grave” life cycle perspective.  This study shows a significant reduction of global warming potential (GWP), primary energy (PE) use and costs when the lifespan of the house is shifted from 50 to 100 years. The findings illustrate a total decrease in LCA outcome, of GWP to 27% and PE to 18%. Considering the total LCC outcome, when the discount rate increases from 3% to 5% and then 7%, the total costs decrease significantly (60%, 85% to 95%). The embodied carbon, PE use and costs from the production stage/construction stage are significantly reduced, while the maintenance/replacement stage displays the opposite trend. Operational energy use, water consumption and end-of-life, however, remain largely unchanged. Furthermore, the findings emphasize the importance of using wood-based building materials due to its lower carbon-intensive manufacturing process compared to non-wood choices.   The results of the LCA and LCC were systematically studied and are presented visually. Low carbon and cost-effective materials and installations have to be identified in the early stage of a building design so that the appropriate investment choices can be made that will reduce a building’s total environmental and economic impact in the long run. Findings from this thesis provide a greater understanding of the environmental and economic impacts that are relevant for decision-makers when building single-family houses. / Byggbranschen svarar för 35% av den slutliga energianvändningen och 38 % av koldioxidutsläppen på global nivå. Europeiska unionen strävar efter att minska koldioxidutsläppen i byggnadsindustrin med upp till 90% fram till 2050. Därför är det viktigt att beakta byggnaders miljöpåverkan. Syftet med denna avhandling var att undersöka miljöpåverkan och kostnader för ett enfamiljshus i Sverige. I studien har livscykelbedömningen (LCA) och livscykelkostnadsmetoderna (LCC) använts genom att tillämpa livscykelperspektivet ”vagga till grav”. Studien visar en stor minskning av global uppvärmningspotential (GWP), användning av primärenergi (PE) och kostnader vid växling från 50 till 100 års husets livslängd. Resultaten visar en årlig minskning med 27% för utsläpp av växthusgaser och med 18% för användningen av primärenergi. Med tanke på det totala LCC-utfallet, när diskonteringsräntan ökar från 3%, 5% till 7%, minskar de totala kostnaderna avsevärt (60%, 85% till 95%). Det noteras att klimatavtrycket, primärenergianvändningen och kostnaderna från produktionssteget/konstruktionssteget minskar avsevärt, medan underhålls- / utbytessteget visar den motsatta trenden när man byter från 50 till 100 års livslängd. Den operativa energianvändningen, vattenförbrukningen och avfallshanteringen är fortfarande nästan samma när man ändrar livslängden. Vidare betonar resultaten vikten av att använda träbaserade byggmaterial på grund av lägre klimatpåverkan från tillverkningsprocessen jämfört med alternativen. LCA- och LCC-resultaten studerades systematiskt och redovisades visuellt. De koldioxidsnåla och kostnadseffektiva materialen och installationerna måste identifieras i ett tidigt skede av en byggnadskonstruktion genom att välja lämpliga investeringsval som kommer att minska de totala miljö och ekonomiska effekterna på lång sikt. Resultaten från denna avhandling ger ökad förståelse för miljömässiga och ekonomiska konsekvenser som är relevanta för beslutsfattare vid byggnation av ett enfamiljshus.

No description available.

No description available.

The building industry is responsible for 35% of final energy use and 38% of CO2 emissions at a global level. The European Union aims to reduce CO2 emissions in the building industry by up to 90% by the year 2050. Therefore, it is important to consider the environmental impacts buildings have. The purpose of this thesis was to investigate the environmental impacts and costs of a single-family house in Sweden. In the study, the life cycle assessment (LCA) and the life cycle cost (LCC) methods have been used by following the “cradle to grave” life cycle perspective.  This study shows a significant reduction of global warming potential (GWP), primary energy (PE) use and costs when the lifespan of the house is shifted from 50 to 100 years. The findings illustrate a total decrease in LCA outcome, of GWP to 27% and PE to 18%. Considering the total LCC outcome, when the discount rate increases from 3% to 5% and then 7%, the total costs decrease significantly (60%, 85% to 95%). The embodied carbon, PE use and costs from the production stage/construction stage are significantly reduced, while the maintenance/replacement stage displays the opposite trend. Operational energy use, water consumption and end-of-life, however, remain largely unchanged. Furthermore, the findings emphasize the importance of using wood-based building materials due to its lower carbon-intensive manufacturing process compared to non-wood choices.   The results of the LCA and LCC were systematically studied and are presented visually. Low carbon and cost-effective materials and installations have to be identified in the early stage of a building design so that the appropriate investment choices can be made that will reduce a building’s total environmental and economic impact in the long run. Findings from this thesis provide a greater understanding of the environmental and economic impacts that are relevant for decision-makers when building single-family houses. / Byggbranschen svarar för 35% av den slutliga energianvändningen och 38 % av koldioxidutsläppen på global nivå. Europeiska unionen strävar efter att minska koldioxidutsläppen i byggnadsindustrin med upp till 90% fram till 2050. Därför är det viktigt att beakta byggnaders miljöpåverkan. Syftet med denna avhandling var att undersöka miljöpåverkan och kostnader för ett enfamiljshus i Sverige. I studien har livscykelbedömningen (LCA) och livscykelkostnadsmetoderna (LCC) använts genom att tillämpa livscykelperspektivet ”vagga till grav”. Studien visar en stor minskning av global uppvärmningspotential (GWP), användning av primärenergi (PE) och kostnader vid växling från 50 till 100 års husets livslängd. Resultaten visar en årlig minskning med 27% för utsläpp av växthusgaser och med 18% för användningen av primärenergi. Med tanke på det totala LCC-utfallet, när diskonteringsräntan ökar från 3%, 5% till 7%, minskar de totala kostnaderna avsevärt (60%, 85% till 95%). Det noteras att klimatavtrycket, primärenergianvändningen och kostnaderna från produktionssteget/konstruktionssteget minskar avsevärt, medan underhålls- / utbytessteget visar den motsatta trenden när man byter från 50 till 100 års livslängd. Den operativa energianvändningen, vattenförbrukningen och avfallshanteringen är fortfarande nästan samma när man ändrar livslängden. Vidare betonar resultaten vikten av att använda träbaserade byggmaterial på grund av lägre klimatpåverkan från tillverkningsprocessen jämfört med alternativen. LCA- och LCC-resultaten studerades systematiskt och redovisades visuellt. De koldioxidsnåla och kostnadseffektiva materialen och installationerna måste identifieras i ett tidigt skede av en byggnadskonstruktion genom att välja lämpliga investeringsval som kommer att minska de totala miljö och ekonomiska effekterna på lång sikt. Resultaten från denna avhandling ger ökad förståelse för miljömässiga och ekonomiska konsekvenser som är relevanta för beslutsfattare vid byggnation av ett enfamiljshus.

SammanfattningIntroduktion: Sedan år 2000 har antalet byggnader i Sverige ökat kraftigt. Enligt Statiska centralbyrån (SCB) fanns över 5 miljoner bostäder i Sverige i slutet av år 2021. Av dessa bostäder är cirka 42 % villor, 51 % flerbostadshus och resterande är lägenheter i specialbostäder. Energiförbrukningen i småhus har ökat med cirka 22% sedan 1970-talet, främst på grund av ökad användning av cirkulationspumpar, golvvärme och ventilation. Detta har resulterat i ökad miljöpåverkan från byggsektorn. Effektivisering av ventilationssystem har varit ett fokusområde under lång tid, eftersom användningsfasen av ventilationssystemen har visat sig ha hög energianvändning och stor miljöpåverkan. En studie visar att VVS-systemen påverkar miljön både vid tillverknings- och användningsfasen. Dessutom har nya lågenergihus en högre miljöpåverkan i byggfasen på grund av användningen av mer material för att minska driftanvändningen. Valet av ventilationssystem är avgörande för villor, eftersom ett effektivt ventilationssystem inte bara förbättrar inomhusluften utan också minskar risken för hälsoproblem som kan uppstå vid otillräcklig ventilation. Nyckelord: Livscykelkostnad, LCC, Ventilationssystem, Självdragssystem, FTX-system, VIP-Energy, Från- och tilluftssystem, Värmeåtervinning. Syfte: Syftet med examensarbetet är att visa att valet av ventilationssystem har betydelse för minskad klimatpåverkan vid tillverknings- och användningsfasen under 30 års tid. Mål: Målet är att ta fram vilket av självdragsventilation och från- och tilluftssystem med värmeåtervinning som är mest ekonomiskt och ger lägst klimatpåverkan baserat på ett livscykelperspektiv på ett småhus under en kalkylperiod på 30 år. Frågeställningar: Vilken av självdrag och FTX är mest effektivt med tanke på energiförbrukningen under tillverknings- och användningsfasen?Hur påverkar självdrag respektive FTX-systemet uppvärmningskostnaderna för ett småhus under förutsättning att uppvärmningen sker med fjärrvärme?Vilket av de två ventilationssystemen är mest ekonomisk lönsamt enligt en jämförande LCC, baserad på ett småhus med en kalkylperiod på 30 år?Vilket av ventilationssystemen orsakar störst klimatpåverkan? Metod: Metoden är en fallstudie där VIP-Energy används för att visa byggnadens energiförbrukning timme för timme under ett helt år. En LCC-beräkning utförs för att bestämma kostnaden för ventilationssystemet under dess livslängd, inklusive uppskattade underhållskostnader och nyinvesteringar. Slutsats: Baserat på energiförbrukningen under tillverknings- och användningsfasen är det mer effektivt att använda självdrag istället för ett FTX-system. Självdrag med vedeldning har ett lägre fjärrvärmebehov jämfört med FTX-systemet och ger därmed lägre årliga uppvärmningskostnader. Över en 30-årsperiod har självdragssystemet en lägre total livscykelkostnad än FTX-systemet. FTX-systemet har en högre elförbrukning och därmed en större påverkan på klimatet än självdragssystemet. / AbstractIntroduction: Since the year 2000, the number of buildings in Sweden has seen a significant increase. According to the Statistics Sweden (SCB), there were over 5 million dwellings in Sweden at the end of 2021. Out of these dwellings, approximately 42% are single-family houses, 51% are multi-family buildings, and the remaining is apartments in specialized housing. The energy consumption in single-family houses has increased by around 22% since the 1970’s, primarily due to the increased use of circulation pumps, underfloor heating, and ventilation. This has resulted in an increased environmental impact from the construction sector. Efficiency improvements in ventilation systems have been a longstanding focus due to the high energy consumption and significant environmental impact associated with their operational phase. A study reveals that HVAC systems impact the environment both during the manufacturing and the operational phases. Furthermore, new low-energy buildings have a higher environmental footprint during the construction phase due to the increased use of materials aimed at reducing operational energy consumption. The choice of a ventilation system is crucial for homes, as an efficient ventilation system not only improves indoor air quality but also reduces the risk of health problems that can arise from inadequate ventilation. Keywords: Life Cycle Cost, LCC, Ventilation System, Self-Exhaust Ventilation, Supply and Exhaust Ventilation, VIP-Energy, Supply and Exhaust Air System, Heat Recovery. Purpose: The purpose of the thesis is to demonstrate that the choice of ventilation system has a significant impact on reducing environmental emissions during the manufacturing and operational phases over a 30-year period. Goal: The objective is to determine which of self-exhaust ventilation and supply and exhaust ventilation with heat recovery is the most cost-effective and has the lowest climate impact based on a life-cycle perspective for a single-family building over a calculation period of 30 years.Questions: Which of self-exhaust ventilation and supply and exhaust ventilation is the most efficient in terms of energy consumption during the manufacturing and usage phases?How do self-exhaust ventilation and supply and exhaust ventilation affect the heating costs for a single-family building assuming that heating is provided through district heating?Which of the two ventilation systems is most economically viable according to a comparative Life Cycle Cost (LCC) analysis, based on a single-family building with a calculation period of 30 years?Which of the two ventilation systems causes the greatest climate impact?