No description available.

In Sweden the sector of housing and service stands för one third of the total energy consumption. Where the heating stands for 60 % of that third. The European union has set a goal on lowering the energy consumption with more energy efficient solutions. To reach this goal Sweden has set a requirement from the start of year 2020 that every new built building should be built by the principles of a near-zeroeneryhouse, where the requirements has not been fully set yet, but will be based on the energy efficient buildings of today.   In modern design the use of glass in roofs and facades of buildings has increased to let the daylight in, which leads to worse thermal comfort and increased cooling and/or heating demand. The intention with this study was to examine how much the glass part of the facade effects the heating requirements of an apartment building, with the goal to calculate the heating demand in kWh/m2 and year and the primary energy number in kWh/m2 and year. A dynamic simulation model was built of two different types of apartments of a building placed in Karlstad. One centered in the building and one on the top-corner of the building, where the energy flows was of heat from the ones living in the apartment, household electricity, ventilation, transmission through walls, roof and windows, airing and insolation depending on the apartments placement. Different cases were applied on the apartment to calculate the results with different types of ventilation, window areas and extra isolation and so on.   The investigation mainly shows that the size of the window area has the biggest impact on the apartment if facing south where the need of airing and cooling gets considerably higher and therefor gives an effect on the residence primary energy number. A limited window area would not be enough to meet future requirements on rational use of energy, but also other efficiency factors has a big impact such as demand controlled ventilation with heat recovery which applices on the apartment facing either north or south. / I Sverige är det sektorn för bostäder och service som står för en tredjedel av den totala energianvändningen. Där uppvärmningen står för 60 % av den tredjedelen. Europeiska unionen har som mål att minska energianvändningen genom energieffektivare lösningar. För att nå detta mål har det i Sverige satts upp ett krav på att nybyggnationer från och med år 2020 ska byggas utifrån principen nära-nollenergihus, där kravet inte färdigställts ännu men ska grundas på tekniken i energieffektiva byggnader som finns idag.   I modern design har allt mer glas använts i tak och fasader av byggnader med syftet att släppa in mer dagsljus, vilket i många fall leder till sämre termisk komfort och ökat kyl- och/eller värmebehov. Syftet med denna studie var att undersöka hur mycket glasandelen i fasadens uppbyggnad storleksmässigt påverkade energibehovet i ett flerbostadshus, med målet att ta fram värmebehovet i kWh/m2 och år samt primärenergitalet i kWh/m2 och år. En dynamisk simuleringsmodell byggdes över två olika typer av lägenheter i ett flerbostadshus placerad i Karlstad. En centrerad lägenhet i byggnaden samt en hörnlägenhet högst upp i byggnaden, där hänsyn togs till energiflöden som personvärme, hushållsel, ventilation, transmission via väggar, tak och fönster, vädring samt solinstrålning beroende på lägenhetens väderstrecksplacering. Olika fall applicerades på lägenheten för framräkning av resultat, med avseende på olika ventilationstyper, fönsterarea, tilläggsisolering, solavskärmning med mera.                                                                                          Undersökningen visar främst på att fönsterareans storlek har störst inverkan om lägenheten har sin placering mot söder där behovet av vädring och kyla blir betydligt större och därmed påverkar bostadens energiprestanda uttryckt som primärenergital. En begränsad fönsterarea skulle dock inte vara enda kravet för att uppnå framtida krav på energiprestanda, utan även andra effektiviseringsfaktorer inverkar stort så som behovsstyrd ventilation med värmeåtervinning vilket gäller för om lägenheten placeras i både nordlig och sydlig riktning.

Energy audit and calculation strategies for energy flows in buildings: a case study of Vallongatan 1   This thesis involves an energy audit of a building with offices and laboratories in Uppsala, Sweden. The calculations are performed in Microsoft Excel and were later used as the basis for developing calculation strategies for similar, future, energy audits.   The building was erected in the early 1990s and the heating requirement of just above 700 MWh is covered by district heating from the city network. The total gross floor area is about 8400 m2 and is served by an air conditioning system consisting of seven ventilation units with rotary heat exchangers, heating and cooling coils, as well as water radiators throughout the building.   No significant improvement measures have been implemented since the construction, and the building therefore has a potential to improve its energy performance. The report addresses a number of measures that could be taken, as well as an evaluation of each one. The most economically viable of these would be to clean the rotary heat exchangers, which is deemed to have a potential to save about 70 MWh or 48 700 SEK annually. In comparison to the estimated cost of between 35 000 and 42 000 SEK this is likely to become profitable as early as the first year.   The calculation templates that were developed cover three different building standards, these are categorized as low, improved and advanced standard. Here, the desired areas and types of activities are typed in easily for either individual rooms or entire offices or buildings. The templates provide estimates regarding power and energy needs for heating and comfort cooling, recommended air flows, heat development and dissipation as well as carbon dioxide concentration in the room air.

This report aims to study how the indoor climate in a conference room can be improved by the use of phase change material (PCM). The study includes an experiment where 40 kg of salt hydrate based PCM was placed within a conference room located in an office in the city of Uppsala, Sweden. The experiment resulted in a decrease in the peak temperature with respect to the internal heat gains in the conference room and a slower temperature increase with PCM implemented. The report concludes that PCM can improve the indoor climate in regard to its ability to limit the temperature fluctuation. The study also contains modelling and simulation over the office and conference room in the program Trnsys. This was carried out to study how the temperature and cooling demand in the conference room and office respectively would change with a larger implementation of PCM. When 106 kg of PCM was simulated to be implemented in two of the conference room walls, the specific peak temperature was on average decreased with 0.17 °C/kW during the year. Furthermore, a decrease in the cooling demand with 16 % was achieved when implementing 1 208 kg of PCM in the internal walls of the office. This study shows that there is potential for reducing the cooling demand in the building through an implementation of PCM. Further studies with a more detailed model of the office is recommended before deciding upon if and where PCM should be implemented.

Europeiska Unionen, EU, har som mål att år 2020 skall minst 20 % av energianvändningen i medlemsstaterna vara från förnyelsebar energi. En stor del av energianvändningen idag är för uppvärmning av hus och vatten. Samtidigt som allt sker strålar solen energirika strålar mot jordklotet. En metod för uppvärmning är att använda en bergvärmepump. Bergvärmepumpen kräver el till sin kompressor. För en energieffektiv samt god lösning ur ett förnyelsebart energi-perspektiv kan bergvärmepumpen drivas av el som genererats från solceller. Idag redovisas bergvärmepumpars effektivitet med nyckeltalen SCOP och hwh som visar hur effektivt bergvärmepumpen jobbar när den tillgodoser rumsuppvärmningsbehov respektive varmvattenberedning. Årsvärmefaktorn är en kombination av dessa två. SCOP och hwh beräknas idag enligt en 4 stycken standarder som EU framtagit. För att värmepumpsleverantörer ska få sälja bergvärmepumpar inom EU måste de ha beräknat SCOP och hwh enligt dessa standarder. Standarderna utgår från relativt konstanta yttre förutsättningar. Denna studien ska undersöka hur årsvärmefaktorn påverkas då dessa yttre förutsättningar varierar. Faktorerna som kommer undersökas är framledningstemperatur, tappvarmvattensbehov, dimensionerande värmebehov och geografisk placering. Resultatet visar att samtliga av de undersökta faktorerna har mer eller mindre en påverkan på årsvärmefaktorn. I en undersökning på en bergvärmepump var årsvärmefaktorn 4,5 för den systemlösning som standarden går efter. För samma bergvärmepump men med varierade yttre förutsättningar kunde årsvärmefaktorn variera mellan 1,2 till 6,3. Systemlösningen med den årsvärmefaktor 1,2 hade i förhållande till standardens systemlösning högre tappvarmvattensbehov samt var underdimensionerad. Systemlösningen med årsvärmefaktor 6,3 hade i förhållande till standardens systemlösning inget tappvarmvattensbehov, var överdimensionerad, hade lägre framledningstemperatur samt var placerad på en ort med kallare klimat. Resultatet tyder på att tappvarmvattensbehovet har den största påverkan på årsvärmefaktorn. / The European Union, EU, aims to achieve a minimum of 20% renewable energy. A large share of the energy use today is for the heating of houses and water, while at the same time, the sun provides a steady supply of energy-rich sunrays. A method for heating is to use a heat pump, which requires electricity for its compressor. In an energy efficient and sustainable solution, the heat pump could be driven by electricity generated by solar panels. Heat pumps performances are measured by the key value; annual heat factor. The annual heat factor indicates the total efficiency of the heat pump measured over the whole year. Today, the efficiency of heat pumps is indicated by the use of two key values; SCOP and hwh, which respectively shows the efficiency of the heat pump while fulfilling the room heating requirement and the DHW requirement. The annual heating factor is a combination of these key values. SCOP and hwh are calculated according to four standards developed by the EU. In order to be able to sell heat pumps, manufacturers in the EU have to follow these standards for calculating SCOP and hwh.  The standards assume relatively constant external conditions. This study investigates how the annual heating factor is affected when these external conditions are allowed to vary. The factors that will be investigated are the temperature of the flow line temperature, domestic hot water needs, dimensioning heating demand and geographic location. The results present that all of the investigated factors more or less affects the annual heating factor. In one investigation of a ground source heat pump the annual heating factor was 4,5 for the system solution that was based on the standard calculations. For the same heat pump but with external conditions that were allowed to vary the annual heating factor was estimated to vary between 1,2 and 6,3. The system solution with the annual heating factor of 1,2 had in relation to the EU standard system solution a larger domestic water demand and it was undersized. The system solution with an annual heating factor of 6,3 had in relation to the EU standard system solution no domestic water demand, was oversized, had a lower flow line temperature and was placed in a colder climate. The results imply that the domestic water demand has the biggest impact on the annual heating factor.

The Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Company (SKB) plan to expand their current final repository for short-lived radioactive waste. They also plan to replace the electric boilers with district heating and cooling. This report has focused on obtaining simulation results of the future energy- and efficiency demand for the buildings above ground. The software that was used to achieve this was the simulation tool IDA ICE. The simulation concluded in an yearly energy demand for the future facility which correspond to 610 MWh. The efficiency demand correspond to 390,8 kW for cooling and 685,6 kW for heating the facilities. Indications show that this result is somewhat low due to some inaccurate data, but also because the faicilities today tends to use more energy than is necessary.

Idén om att kunna utnyttja ett växthus till att skapa ett lokalt mikroklimat kring en byggnad är inte ny, redan 1976 byggdes en sådan villa ute i Saltsjöbaden utanför Stockholm. Där byggdes ett hus inuti ett växthus, och det finns även andra exempel från Sverige och utlandet. Det är däremot ingen vidare utbredd byggnadslösning utan det är endast ett fåtal byggnader som är byggda enligt den principen. Tanken är att glasbyggnaden som omsluter den inre byggnaden ska ge varmare temperaturer runt huset och därmed minska byggnadens värmebehov.  I detta examensarbete har en byggnad innesluten i en glasbyggnad simulerats i simuleringsprogrammet IDA ICE 4.21. Modellen ska gestalta principen och är inte baserad på en existerande byggnad. Byggnaden har antagits ha kontorsverksamhet och vara placerad i Stockholm. Glasbyggnaden har ingen mekanisk ventilation och ingen tillförsel av värme eller kyla görs. Vid övertemperaturer i mikroklimatet öppnas vädringsluckor. Resultatet visade att för en byggnad av nybyggnadsstandard kan 30 % av värmebehovet reduceras, något som ledde till en minskning med 10,6 % av driftenergin och en minskning med 6,0 % av den totala energianvändningen för byggnaden. På en mindre isolerad byggnad blev effekten större, värmebehovet minskade 41,1 %, driftenergin minskade med 30,8 % och den totala energianvändningen minskade med 22,9 %. Då fönstren i innerbyggnaden har låga g-värden ökade kylbehovet när mikroklimatet lades till, men för en byggnad med mindre isolering och med fönster med högre g-värde minskade även kylbehovet när mikroklimatet lades till. Mikroklimatet gör att medeltemperaturen per månad ökar utanför innerbyggnadens klimatskal. Ökningen hos temperaturen blir större ju fler soltimmar månaden har. Månader med i princip ingen sol alls har mikroklimatet endast marginellt högre temperatur. Under ett dygn varierar temperaturerna betydligt mer med mikroklimatet. Nattetid eller vid andra tillfällen då solen inte är framme är temperaturen endast någon grad över utomhustemperaturen, men då solen är framme kan skillnaderna bli 10 °C ‑ 15 °C mellan mikroklimatets temperatur och utomhustemperaturen. Temperaturstyrning med olika gränsvärden under sommaren jämfört med övriga året möjliggör bättre utnyttjande av mikroklimatets möjligheter att spara energi. / The idea of profiting from a greenhouse to create a local microclimate around a building is not new, in 1976 such a house was built in Saltsjöbaden outside of Stockholm. The house was built inside a greenhouse, and there are also other examples from both Sweden and abroad. However, this is not a widely spread building solution, and there are only a few buildings that are built in Sweden according to this principle. The idea is that a glass building that encloses an internal building will provide warmer temperatures around the house and as a result the building's heating demand could be reduced.  In this thesis a building enclosed in a glass building was simulated in the simulation program IDA ICE 4.21. The model should prove principle and is thus not based on an existing building. The building has been assumed to be an office building that is based in Stockholm. The glass building has no mechanical ventilation, and no supply of heating or cooling. Airing hatches are opened when the temperatures in the microclimate reaches temperatures above the comfort level. The results showed that for a building of new built standard, 30 % of the heating demand is reduced, which led to a decrease of 10.6 % of facility energy and a decrease of 6.0 % of the total energy use for the building. On a less insulated building the effect was greater, the heating demand decreased 41.1 %, facility energy decreased by 30.8 % and the total energy use was reduced by 22.9 %. When the windows in the enclosed building have low g-values, as in the case for the building of new built standard, the cooling demand increased with the usage of a microclimate. With the case of windows having a higher g-value, like the less insulated building, even the cooling demand decreased as the microclimate was added. A microclimate makes the average temperature per month increase outside the internal building envelope. The increase is larger when the number of hours with sun is higher. During months with virtually no sun at all, the microclimate has only marginally higher temperature than the outside temperature. During a day the temperatures vary much more inside the microclimate, than outside. At night or at other times when there is no sunshine, the temperature is only a few degrees above the outside temperature, but when the sun is out, the differences may be 10 °C – 15 °C between the temperature in the microclimate and the outdoor temperature. The use of various set points for the temperature controlled airing hatches during the summer compared to the rest of the year allows for better utilization of the microclimates potential for saving energy.

Syfte: Studiens syfte är att belysa utmaningarna som uppstår när byggnader blir alltmer välisolerade för att uppfylla ställda energikrav blir köldbryggornas andel av värmeförlusterna allt större. Köldbryggorna består oftast av svårisolerade anslutningar mellan olika byggnadsdelar och studien undersöker hur det hanteras under projekteringsskedet. Därutöver studeras hur köldbryggornas inverkan för det termiska klimatet förmedlas vidare till en VVS-konstruktör som räknar värmebehovet för att täcka alla förluster som sker genom klimatskalet. Metod: Insamling av data är baserat på att kunskapsinhämtningen görs utifrån den nuvarande kunskapen kring köldbryggor där teorin samt det som i folkmun brukar kallas ”verkligheten” i symbios studerats. För att göra detta har empirin baserats på tre insamlingsmetoder där litteraturen samt dokumentanalys om regler och krav kring arbetsgången för köldbryggor har studerats. Intervjuer i sin tur har varit den metod som tillämpats för att få insyn i hur det går till i ”verkligheten” när man beräknar köldbryggorna.  Resultat: Byggnadskonstruktörer beräknar inte köldbryggor. VVS-konstruktörerna tar liten eller ingen hänsyn till köldbryggorna i värmebehovsberäkningen. Detta innebär att vi har en ansenlig andel värmeförluster som saknas i värmebehovsberäkningar då flera studier påvisar att köldbryggornas inverkan kan spela så stor roll som 20 – 70 % av värmeförlusterna (om de underskattas enligt Building Envelope Thermal Bridging Guide från 2019). Konsekvenser: Då byggnadskonstruktörer inte beräknar köldbryggorna och VVS-konstruktören inte alltid tar hänsyn till köldbryggornas inverkan vid beräkning av värmebehovet så har vi utmaningar som behöver hanteras för att uppfylla förväntade energikrav från beställare och kravställare i form av regler. Följande rekommenderas för att få en förändring i processerna som berör köldbryggorna: ·         Att i regelförsamlingen ”Boverkets byggregler” påtalar vilka psi (Ψk)– och chi (Χ j) -värden som ska eftersträvas likt de enskilda byggnadsdelarnas U-värden (BFS 2020:4, BBR 29). Köldbryggorna ska även verifieras av tredje part. Begränsningar: I studien har inte energikonsulternas roll med att beräkna köldbryggorna undersökt vilket vore ett sätt att öka omfånget och perspektivet på fokusområdet. Nyckelord: Energiprestanda, Hållbarhet, Köldbryggor, Värmebehov. / Purpose: The purpose of the study is to illustrate the challenges that arise when buildings become increasingly well-insulated, to meet the energy requirements, and the share of thermal bridges on heat losses becomes ever greater. Underestimation of the impact of thermal bridges can create problems when e.g., energy goals and operating economy are not met, and it affects the user in the form of poor thermal comfort. The thermal bridges usually consist of connections difficult-to-insulate between different building parts and here the study will investigate how it is handled during the design phase and how the thermal bridges' impact is passed on to an HVAC designer who in turn calculates the number of heats demands to cover all losses through the climate shell. Method: Data collection is based on the acquisition of knowledge based on the current knowledge about cold bridges where the theory and what is usually popularly called "reality" in symbiosis have been studied. To do this, the empirical data has been based on three collection methods where the literature in the form of rules and requirements regarding the workflow for thermal bridges has been studied. Document analyses to study the workflow according to standards are evaluated. Interviews, in turn, have been the method used to gain insight into how things go in "reality" when calculating the thermal bridges. Findings: Building designers do not calculate the thermal bridges at all, and the HVAC designers take little or no account of the impact of thermal bridges in the heat demand calculation. This means that we have a significant proportion of heat losses that are missing in heat demand calculations as several studies show that the impact of thermal bridges can play such a large role in 20-70 % of heat losses if they are underestimated according to the building envelope thermal bridging guide from 2019. Implications: As building designers do not calculate the cold bridges and the HVAC designer does not always consider the impact of the cold bridges when calculating the heat demand, we have challenges that need to be addressed to meet expected energy requirements for customers and requirements. The following are some of recommended for getting a change in the processes that affect the thermal bridges: §  That the National Board of Housing, Building and Planning's building regulations state which psi (Ψk) and chi values are to be sought, like the U-values of individual building components (BFS 2020: 4, BBR 29), and that they should be verified by a third party. Limitations: The limitations that exist are that the study has focused only on building designers and HVAC designers and the role of energy consultants with thermal bridges would be a way to increase the scope and perspective in the focus area. Keywords: Heat demands, Sustainability Energy performance, Thermal bridges.

In 2011 Storvreta IK installed two solar collector systems in order to reduce the club’s electricity demand for domestic hot water. However, electricity use from 2012 to 2015 shows that the expected reduction in the electricity demand has not occurred. This project investigates the solar collector systems and the heat demand of Storvreta IK’s buildings in order to explain the “failure” in electricity savings. The results of the simulations show that the heat production of the solar collectors is lower than Storvreta IK’s expectations. This could be explained by that the domestic hot water is not used as much as Storvreta IK thought and the system is therefore over-dimensioned for their need. The rebound effect could be another reason to why the electricity saving is lower than expected.

I Sverige ställs allt högre krav på nya byggnader genom bestämmelser och lagar som påverkar energianvändningen. Byggnader kan värmas upp med hjälp av olika typer av distributionssystem såsom radiatorer och golvvärme. Värmebehovet hos byggnaden baseras på hur mycket värmeenergi som behövs för att uppnå termisk komfort. För att begränsa energianvändningen används isolering i syfte att minimera värmeförlusterna genom byggnadens klimatskärm. Denna undersökning syftar till att undersöka förluster som sker genom kantbalken vid användning av vattenburet golvvärmesystem och hur dessa förluster påverkas då grundkonstruktionen tilläggsisoleras på olika sätt. Kantbalken är den förstärkta del som finns under markplattan/platta på mark, tar upp krafter från bärande väggar och finns efter sidorna på byggnaden. Golvvärme är en uppvärmningsteknik där slingor placeras i grundkonstruktionen och förser byggnader med dess värmebehov. Golvvärmesystem installeras på olika sätt beroende på byggnaders förutsättningar och är ett energieffektivt uppvärmningssätt i kombination med värmepump. Undersökningen påbörjades genom att skapa en förenklad modell som behandlar en 2-dimensionell kantbalksutformning i COMSOL Multiphysics, som är ett program för modellering där statiska och dynamiska simuleringar genomförs i modeller med hjälp av finita-elementmetoden. Fyra modeller skapades med två olika CC-mått (centrumavstånd) och två olika golvmaterial. Därefter skapades tre fall med förbättrande åtgärder för att öka kantbalkens isolerförmåga. Dynamiska simuleringar genomfördes och hade tidsintervallet 365 dagar med varierande utetemperatur. När utetemperaturen varierade var effektbehovet hos golvvärmen olika vilket ledde till att golvvärmetemperaturen justerades efter utetemperaturen för att upprätthålla samma temperatur på golvytan. Resultaten visar att kantbalken står för cirka 50 % av markkonstruktionsförlusterna med installerat L-element. Vid komplettering av konstruktionen med två fall av tillläggsisolering framkom inga större förändringar i resultaten. Genom att byta ut L-elementet till ett U-element minskar dock värmeförlusterna genom kantbalken till ca 30 %. Markkonstruktionsförluster är de förluster som överförs från byggnaden till närliggande mark. / Through laws and regulations in Sweden, increasing demands regarding energy use are affecting new buildings. A building achieving thermal comfort is attaining its thermal needs and can be done so through several types of distribution systems such as radiators and underfloor heating. Insulation is used to limit the amount of energy lost through the building’s envelope whilst keeping up with the thermal needs. This study is meant to examine the thermal leakage around the edge beam installa-tion when using a waterborne underfloor heating system and different sets of insulation are installed in the ground-related construction. The edge beam is the reinforced part located around the perimeter of the building absorbing forces from supporting walls. The study started with creating and using a simplified model in COMSOL Multiphysics to look at a two-dimensional edge beam formation. COMSOL Multiphysics is a software used for modeling different static and dynamic simulations via the finite element method. Four models were created using two different CC-dimensions (center to center distance) and two different floor materials. After this, three cases were created with improved circumstances regarding the ability to isolate heat around the edge beam. Dynamic simulations were made and calculated a year’s worth of varying outdoor temperatures. When the outdoor temperature changes, the requirements of the underfloor heating output also change which leads to its temperature adapting due to the outdoor temperature. The results indicate the edge beam related heat losses make up of about 50 % of the ground-related construction losses in the model. When completing the design with two instances of additional insulation, no major changes were found in the results. However, replacing the L-shaped insulation around the edge beam with a U-shaped insulation reduces heat losses through the edge beam to about 30 %. Ground-related construction losses are the losses transferred from the building to adjacent ground.