The aim of the thesis is to investigate the opportunities and limitations that utilizations of Vehicle tohome (V2H) and a buildings thermal inertia has in detached houses with respect to demand flexibility.In the transition phase of energy sources there has to be a compensation to the use of fossil energy tofulfill the energy demand. Along with transition there’s a growing need for smarter way of usingelectricity as the consequences otherwise are likely capacity shortages and increase electricity prices.Results from recent research suggest that private household could contribute to even out the powerpeaks by using household appliances based on demand for electricity. Results from earlier surveyresearches has shown that demand flexibility comes with challenges of household comfort andeconomic incentive. With annual data of electricity use from an area of detached houses, provided by Karlstads EnergiAB, a model has been created in MATLAB and Simulink to simulate scenarios of utilizations of V2Hand thermal inertia of a building. The purpose of the model is to provide answer to the goals of thestudy; proportions of moved electricity when using V2H, proportions of moved electricity whenutilize the building thermal inertia and the economic consequences of them both. The results shows that it is possible to move up to 5000 kWh/year in the V2H model and up to 2800kWh/year in the heating model without a theoretical impact on the comfort. Furthermore, the cost forbought electricity can be reduced up to 11 % in simulations from data of 2017 and up to 20 % fromdata of 2021, which corresponds to 700 and 3000 Swedish crowns (SEK) respectively. As for theheating model the reduced costs of simulations of 2017 were up to 17 % and 34 % in 2021, whichcorresponds to 500 and 2000 SEK respectively. Results from this study suggest that it is possible to move electricity from occasions with high to lowdemand and simultaneously reduce the electricity costs. The results are limited to the assumptionsthat the construction of all houses are identical and has the same heating systems along with a fixedtime of the day when the car is connected to the home. The accuracy of the results could be increasedwith complementary information of these assumptions. An omitted question in this study was whetherdifferent strategies for utilizing the varying electricity price affect the result, which is proposed forfuture research.

Thermal inertia is defined as “a measure of the responsiveness of a material to variations in temperature”. This means that materials with high thermal inertia will show small changes in temperature during a cycle of time and vice versa. This study aimed to evaluate the energy saving potential of thermal inertia which can be raised by the choice of various building materials. For this aim, a case study of a preschool building was used in which different configurations (i.e. different combinations of materials) of exterior walls and interior floors were studied using a building energy simulation program, IDA Indoor Climate and Energy (IDA ICE). The study mainly focused on the materials and configurations that yielded high thermal inertia where the results were compared with the as- built design of the preschool building in terms of heating and cooling demand as well as overheating. Furthermore, a life cycle analysis (LCA) was conducted using a LCA program, i.e. One Click LCA. This was done in order to understand better how the choice of building materials, besides the thermal inertia and its energy-saving potential, could affect the carbon footprint of a building from a life cycle perspective. The results indicated that there aren't significant differences in heating demand between the studied material configurations and the reference building. However, moderate changes were observed in both cooling demand and overheating, especially for some materials that have higher thermal inertia. A common denominator among these configurations was that all consisted of interior floors of either wood or massive wood. However, in terms of ”CO2 emissions”, significant differences between the studied materials and reference building were observed. In general, it was found that the life carbon impact increased in the most material configurations. This increase was more than offsetting reductions obtained in the operational ”CO2 emissions”, i.e., the reduction in energy demand caused using materials with higher thermal inertia. The configurations that performed better than the reference building from a life cycle perspective were the ones that didn’t consist of concrete, neither for exterior walls or interior floors.

In today's society, it's becoming increasingly important to find methods which useenergy more efficiently. One established method is night time set-back. When usingnight time set-back the indoor temperature is lowered during the night. This result ina smaller temperature difference between indoors and outdoors, which in turnreduces heat losses. The method requiers that heat can be stored into and emittedfrom the building's frame. This thesis examines the effects of night time set-back on four different building types.The building types are: a concrete building from the 1960s, a concrete building fromthe 1960s with new windows and doors, a concrete building from the 2010s and awooden building from the 2020s. The thesis examines how the night time set-backaffect the heat demand, the heat power demand and the cost of heat. The results show that the night time set-back reduces the heat demand by 5-11 % forall building types that are examined. The daily average power reduces by 1-4 % for allbuilding types, which results in the cost of heating reduces by 3-7 %for all buildingtypes. The maximum power peak increases by 1-12 %. The set-up of the districitheating price model is critical for the economical outcomes. Since night time set-backcontributes to increased power peaks, new calculations for the economics can beneeded in the future if the price model change from daily power to maxiumum power(on hourly basis).

This thesis explores the potential of using building thermal inertia for thermal load balancing. It focuses on calculating time constants and determining the duration and amount of load that can be decreased in the building without the indoor temperature being decreased more than 0.5 degrees. Using data on residential area, construction year, building material, and supplied heat load, the study addresses the following main questions: calculating time constants for selected buildings, the quantities of supplied heat load that can be decreased, and over what duration of time, for the studied buildings.The method consisted of mapping a large amount of buildings from construction year, building material and relative heat demand to make a selection of buildings that were common and can be representative for more buildings. For each selected building the time constants and duration times were calculated. A model for heat load demand for space heating was made for each selected building to calculate the effect available for heat load balancing.Buildings with larger residential areas, higher heat demands per building, and lower heat demand per square meter exhibit significant potential for heat load balancing. The study identifies a newly constructed building with concrete structure and facade as having the highest thermal inertia. There is also potential for heat load balancing in larger, energy-efficient brick-built buildings.

The house Anläggaren 3 was investigated for energy consumption, carbon dioxideemissions and investment cost by setting up the project as two types of construction. The first alternative wasa semi-light construction where the outer walls, the middle joists and the ceiling were of wood, while the second alternative was a heavy construction where thepreviously mentioned parts consisted of concrete.The chosen approach was to review energy needs through several calculations with theprogram IDA ICE. Climate impact was investigated with statistics from SMHI and severalenergy simulations with IDA ICE. The investment cost was generated with the Bidconprogram. More detailed data for the building components of the two constructions wasused in the energy calculation program.The semi-light wood construction for the Anläggaren 3 required less material than theconcrete construction to achieve almost the same U-values. The two design alternatives were hardly affected by geographical location differences and climate change, but energyconsumption had a more even profile for the southern cities than the northern ones. Aninvestment in the semi-light wood construction is preferable in Skellefteå as it is cheaper, takes less time and emits less carbon dioxide than the heavy concrete construction. Concrete is in its original condition better from the mold and fire safety point of view, often withstands more stress and be formed in some situations more than wood. / Huset Anläggaren 3 undersöktes utifrån energiåtgången, koldioxidutsläppen ochinvesteringskostnaden genom att ställa upp projektet som två konstruktionstyper. Den första varianten var halvlätt konstruktion där ytterväggarna, mellanbjälklagen och taket varav trä medan i den andra varianten var en tung konstruktion där tidigare nämnda delarbestod av betong.Metodiken var att se över energibehoven genom flera uträkningar med programmet IDAICE. Klimatpåverkan undersöktes med statistik från SMHI och flera energisimuleringar med IDA ICE. Investeringskostnaden togs fram med programmet Bidcon. Mer detaljerade dataför de två konstruktionernas byggnadsdelar användes i energiberäkningsprogrammet. Den halvlätta träkonstruktionen för Anläggaren 3 krävde mindre mängd material än betongkonstruktionen för att uppnå nästintill likadana U-värden. De två konstruktionsalternativen påverkades knappt av geografiska lägesskillnader ochklimatändringar men energikonsumtionen hade en jämnare profil för de sydliga städernaän de nordliga. En investering i den halvlätta träkonstruktionen är att föredra i Skellefteå då det är billigare, tar mindre tid och släpper ut mindre koldioxid än den tungabetongkonstruktionen. Betong är i sitt ursprungliga skick bättre ur mögel och brandsäkerhetssynpunkt, tål ofta mer påfrestning och kan formas i vissa lägen lättare änträ.

En stor del av energianvändningen i Sverige används av byggbranschen som uppskattas använda 30 procent av den totala energianvändningen. Därför finns det regler idag som ställer krav för att minska denna energianvändning. I denna studie har en undersökning gjorts av om det går att använda marken för att minska en byggnads värme- och kylbehov. Studien går ut på att beräkna värme- och kylbehovet för ett hus placerat i berg och jämföra det med ett motsvarande hus placerat på mark. Ett klimat motsvarande Malmös valdes för att beräkna värme- och kylbehovet och beräkningarna gjordes med hjälp av programvaran VIP-Energy. Värmetrögheten som finns i berget påverkar värme- och kylförluster genom att värmen behöver längre väg att ta sig ut genom berget till markytan och att temperaturförändring är mycket trögare än i luften. Huset under marken med ett berg med värmekonduktiviteten 1,4 W/moC visade 20 procent lägre värme- och kylbehov jämfört med samma hus placerat på mark. För huset under mark med ett berg med värmekonduktiviteten 3,0 W/moC är värme- och kylbehovet 17 procent lägre jämfört med samma hus placerat på mark.

Detta arbete är en jämförelsestudie mellan tunga och lätta byggnader med avseende på värmetröghetens påverkan på energianvändning. Studien syftar sig även till att ta reda på uppfattningen samt användning av värmetröghet av olika yrkesroller inom byggbranschen. Då åsikterna och forskningen skiljer sig åt i branschen finns det inget direkt svar på hur mycket värmetröghet faktiskt påverkar energianvändningen. Då energi- och klimatkrisen är ett faktum i Sverige så måste energianvändningen samt klimatavtrycket som byggsektorn står för att minska, inte minst under produktion utan under hela livscykeln.  Studien ska besvara följande frågeställningar; hur använder och uppfattar olika aktörer i byggbranschen värmetröghet i tunga respektive lätta byggnader, hur skiljer sig energiförbrukningen i lätta respektive tunga byggnader för olika byggnadstyper? Värmetröghet är en byggnads förmåga att lagra värmen och är ett mått på dess termiska stabilitet. I denna studie är det följande byggnadstyper som undersöks: kontorsbyggnader och flerfamiljshus med tung och lätt stomme som är både välisolerad och dåligt isolerad. Studien började med en mindre litteraturgenomgång för att få en djupare och bredare förståelse för ämnet värmetröghet. Det två metoder som används under arbetet är semistrukturerade intervjuer och beräkningar i programmet BIM-Energy. Det har utförts sex intervjuer där yrkesrollerna varierade från konstruktör till affärsutvecklingschef. Intervjuerna varade i cirka 30 minuter och alla intervjuer följde samma intervjumall. I BIM-Energy modelleras åtta olika byggnader där fyra är kontor och fyra är flerfamiljshus. Av de fyra kontoren är två byggda i lätt konstruktion och två i tung konstruktion, desamma gäller för de fyra flerfamiljshusen. Kontoren och flerfamiljshusen konstruerades med en tung välisolerad byggnad samt en tung dåligt isolerad, detta gällde även för lätta konstruktionerna.  Värmetrögheten påverkade energianvändningen i kontorsbyggnaderna mer än i flerfamiljshusen. I kontoren minskade energianvändningen i alla modeller med en tung stomme jämfört med den lätta. I flerfamiljshusen minskade energianvändningen endast för den välisolerade tunga stommen och då var minskningen inte så markant. Kylbehovet minskade för de tungt konstruerade byggnaderna oavsett isoleringsmängd. Inomhustemperaturen varierade mindre för de tungt konstruerade byggnaderna än för de lätta.  Uppfattningen från de olika yrkesrollerna i byggbranschen var att värmetröghet i stommen inte påverkar energianvändningen markant och att ingen av de intervjuade använde det aktivt i sitt arbete. Slutsatsen blir då att byggbranschen inte använder värmetröghet vid dimensionering av stommar. För de beräknade resultatet blev slutsatsen att byggnadstypen är en viktig aspekt för att kunna använda värmetröghet i stommen på effektivt sätt för att minska energianvändningen. I detta fall är det kontor som är mer lämpade för det än flerfamiljshus. / This is a study comparing light and heavy buildings regarding the buildings thermal inertia and how that effects the energy use. The study also investigates the opinion and usage of thermal inertia from different professions in the building industry. The climate- and energy crisis is a fact in Sweden and the building sector needs to decrease its energy use and environmental footprint, not only in the construction face but the throughout the whole life cycle.  The two methods used in this study is semi-structured interviews and calculations in the program BIM-Energy. There were six interviews and the responders varied between building engineer and a business developing manger. The models consist of eight different buildings, four offices, were two are with heavy construction and two with light construction, with both high and low insolation. The other four buildings were modeled the same way, but the buildings area of use was apartments.  The results were that the energy consumption did decrease in the office buildings for the heavy construction compared to the light. The apartments did not significantly decrease in energy consumption and therefore the conclusion is that the usage of the building is an important factor in making a building use less energy with thermal inertia. The results from the interviews were that they did not use thermal inertia when dimensioning the buildings, but thermal inertia did decrease the energy consumption, but the amount of decrease was not agreed upon. The conclusion is that the building sector have different perception about how much the thermal inertia does affect the energy usage but also that the building sector does not use it when dimensioning a building.

För att pådriva utvecklingen mot ett mer hållbart Gävle kommer Gävle Energi AB implementera en ny säsongsbaserad kapacitetsmodell ifrån årsskiftet 2019. Som ska skapa ekonomiska incitament för energieffektivisering i fastigheter inom Gävles fjärrvärmenät. Denna studie kartlägger värmeenergianvändningen i en fastighet som riskerar en förhöjd totalkostnad för fjärrvärmen till följd av den nya prismodellen. Målet med studien är att reducera värmeenergianvändningen utan att investera i fastigheten, vilket möjliggörs genom att värmeenergitillförseln till fastigheten regleras. Genom att programmera ett års historisk data av temperaturer, solinstrålning, el- och värmeeffekter så prognostiseras värmetillförseln på samma sätt som fastighetens styrsystem Kabona Eco-pilot. Styrsystemet tillämpar en flytande inomhustemperatur vilket bidrar till att fastighetens värmetröghet inkluderas i värmeregleringen. Studien inkluderar två prognoser som jämförs med den verkliga värmeenergianvändningen och den nya kapacitetsprismodellen. Prognos 1 är baserad på en årscykel och prognos 2 baseras på intervallet november 2017 till mars 2018. Syftet med prognos 2 är att tillämpa en strategisk värmelaststyrning för att sänka värmekapacitetsbehovet vid -10˚C. Prognos 1 indikerar att en värmeenergibesparing på 26% kan uppnås. Prognosen tar hänsyn till solinstrålning och vissa delar utav den interna värmegenereringen. Utan att Diös fastigheter AB investerat i några energibesparingsåtgärder prognostiseras en besparing på 44 700SEK under ett års drift. Fastigheten har idag energiprestanda energiklass D och kommer efter besparingen att kunna uppnå energiklass C. Prognos 2 indikerar att en kapacitetsreducering kan uppnås motsvarande 46,1% samtidigt som den rörliga värmeenergianvändningen minskar. Totalt sett finns en besparingspotential på 47,8% och 216 700 SEK under perioden 2017-11-01 till 2018-03-31, dock med följd att inomhustemperaturen sjunker. / In order to continue the development towards a more sustainable city of Gävle, Gävle Energi AB will implement a new season-based capacity model by the year 2019. It creates economic incentives for energy efficiency in real estate’s within Gävle's district heating network. This report investigates how the heat energy is used for a building that risks an increased heat energy cost, due to the new pricing model. The aim of the study is to reduce the heat energy usage without investing in the building, which is made possible by regulating the thermal energy supply to the building. By programming one year of historical data of temperatures, solar radiation, power- and heat effects the heat supply is forecasted the same way as the building's control system Kabona Eco-pilot is working. The control system applies a floating indoor temperature, which contribute that the thermal inertia of the building is included in the heat load control. The study includes two forecasts that are compared to the actual heat energy use and the new capacity price model. Forecast 1 is based on an annual cycle and forecast 2 is based on the range of November 2017 to Mars 2018. The aim of forecast 2 is to apply a strategic heat load control to reduce the heat capacity needed at -10˚C. Forecast 1 indicates a potential heat energy saving of 26% even though Diös Fastigheter AB does not invest in any energy saving technology. A saving of approximately 44 700 SEK is forecasted for the annual cycle. The building has an energy class D and has the potential to achieve energy class C after the change of control system parameters. Forecast 2 indicates a potential capacity reduction corresponding to 46,1% while the variable heat energy consumption decreases. Overall, there is an approximated heat energy saving potential of 47,8%, which corresponds to 216 700 SEK, during the range of 2017-11-01 to 2018-03-31. Due to the consequence of a lower indoor temperature.

En stor del av Sveriges energianvändning går till bostäder och lokaler. Ur en nationell synvinkel är energieffektiviseringar i befintliga byggnader därför en potentiellt viktig del för att kunna nå de satta klimatmålen till år 2020. I ett traditionellt styr- och reglersystem styrs framledningstemperaturen i ett vätskeburet värmesystem efter en kurva som beror på utomhustemperaturen. En del nya styr- och reglersystem tar även hänsyn till andra parametrar, såsom byggnaders värmetröghet och lokala väderprognoser. Ett exempel på ett sådant system är Ecopilot, utvecklat av Kabona. Nuvarande kunskap angående hur stor energibesparing som styr- och reglersystem med prognosstyrning och styrning som utnyttjar byggnadens värmetröghet ger upphov till består till största del av referensfall som jämför byggnaders energianvändning före och efter installationen. I detta examensarbete undersöktes hur energianvändning och inomhusklimat påverkades av prognosstyrning och styrning som utnyttjar byggnaders värmetröghet. Mätningar utfördes på två kontorsbyggnader vid namn Fräsaren 10 och Fräsaren 11. Båda byggnaderna är belägna i Sundbyberg och har Kabona Ecopilot installerat. Mätdata loggades genom redan utsatta givare och en enklare form av validering av dessa gjordes. I Fräsaren 10 och Fräsaren 11 jämfördes Ecopilot i normal drift med driftfallet då prognosstyrningsfunktionen stängdes av i Ecopilot. Även ett tredje driftfall undersöktes i Fräsaren 10. Under detta driftfall stängdes Ecopilot av och framledningstemperaturen styrdes med hjälp av reglerkurvor. I luftbehandlingsaggregaten sattes tilluftstemperaturens börvärde, till 19-20 °C. Varje driftfall hade en mätperiod på minst 14 dagar. Energisignaturer användes för att jämföra energianvändningen och en osäkerhetsanalys av de anpassade linjerna gjordes. En egen modell för att undersöka toppbelastningar i radiatorsystemet, VS1, i Fräsaren 10 togs fram. Även en modell för att undersöka hur temperaturen varierat inomhus mellan de olika mätperioderna togs fram. Energisignaturer för radiatorsystemen VS1 och VS2 i Fräsaren 10 visade på att likvärdiga energisignaturer kunde fås för samtliga av de undersökta driftfallen under det temperaturintervall som undersöktes. Energisignaturer för värmeanvändning i luftbehandlingsaggregatet, LB2601, visade på att en konstant tillufttemperatur på 19 °C som användes då Ecopilot var avstängd, kunde ge en högre värmeanvändning jämfört med fallen då Ecopilot var i normal drift och då Ecopilot hade sin prognosstyrning avstängd. Från jämförelse mellan fallen då Ecopilot var i normal drift och då Ecopilots prognosstyrning var avstängd kunde inga substantiella skillnader hittas mellan energisignaturerna. Det betyder dock inte att prognosstyrningen inte ger upphov till energibesparingar, utan att eventuella energibesparingarna var för små relativt mätningarnas osäkerhet vid en konfidensnivå på 65 % eller 95 %. Osäkerheten kan minskas om mätningar utförs över en längre tidsperiod än som var möjligt under detta examensarbete. Värmetoppbelastningar som undersöktes i radiatorsystemet i VS1 Fräsaren 10 visade inte på att några signifikanta skillnader mellan antalet uppmätta värmeeffekttoppar under de olika mätperioderna. Det förekom dock en viss indikation att det kan leda till fler värmeeffekttoppar om prognosstyrningen stängs av i Ecopilot. För att få ett mer tillförlitligt resultat behöver mätningar göras under en längre tidsperiod. Inomhustemperaturen undersöktes i Fräsaren 10 och Fräsaren 11. I Fräsaren 10 uppgick medeltemperatur till 21,5 °C för fallen då Ecopilot var i normal drift och då prognosstyrningen var avstängd. Då Ecopilot var avstängd var medeltemperaturen 22,1 °C. Under mätperioderna uppmättes en variation som understeg ± 1 °C från medelvärdet för respektive mätperiod. Baserat på resultaten presenterade i detta examensarbete antaganden angående hur stor besparing av värme som Ecopilot ger upphov till revideras. Att jämföra energianvändning före och efter installation av styrsystem såsom Ecopilot kan ge en dålig bild av hur stor del av energibesparingen som orsakats av Ecopilot, speciellt om reglerkurvorna i det gamla systemet var dåligt intrimmade.