At the moment of writing, an expansion of the Swedish railway network has started, by constructions of new lines for high-speed trains. The aim is to create a high-speed connection between the most populous cities in Sweden - Stockholm, Göteborg and Malmö, and the rest of Europe. Thereby, the likelihood of faster, longer and heavier foreign trains crossing the Swedish lines is increased. However, this could be problematic since the dynamic response in railway bridges and, consequently, the risk of resonance increases with increasing train speeds. Bridges are usually designed based on contemporary conditions and future requirements are rarely considered, due to e.g. cost issues. Prospectively, the dynamic performance of existing bridges may become insufficient. Hence, the current expansion of the high-speed railway network results in an increased demand of innovative design solutions for new bridges and cost-efficient upgrading methods for existing lines. The aim of the present thesis is to propose a vibration mitigation strategy suitable for new and existing high-speed railway bridges. The main focus is a retrofit method with fluid viscous dampers installed between the bridge superstructure and the supports, which is intended to reduce the vertical bridge deck acceleration below the European design code limits. Furthermore, the intention is to investigate the efficiency of such a system, as well as to identify and analyse the parameters and uncertainties which could influence its functionality. In order to examine the applicability of the proposed retrofit, case studies, statistical screenings and sensitivity analyses are performed and analysed. Two different models, a single-degree-of-freedom system and a finite element model, are developed and compared. From the different models, it is possible to study the influence from the damper parameters, the variability of the material properties and different modelling aspects on the bridge response. After the installation of the fluid viscous dampers, it is found that the acceleration level of the bridge deck is significantly reduced, even below the design code requirements. / I skrivande stund har en utbyggnad av det svenska järnvägsnätet initierats. Målet är att skapa en höghastighetsanslutning mellan de folkrikaste städerna i Sverige - Stockholm, Göteborg och Malmö, och vidare ut i Europa. Därmed ökar sannolikheten att snabbare, längre och tyngre utländska tåg korsar de svenska järnvägslinjerna. Dock kan detta bli problematiskt i och med att järnvägsbroars dynamiska respons och, följaktligen, risken för resonans ökar med ökad tåghastighet. Broar dimensioneras ofta utifrån nuvarande förutsättningar och hänsyn tas sällan till framtida hållbarhetskrav, exempelvis p.g.a. kostnadsbesparingar. Ur ett framtidsperspektiv kan därför det dynamiska beteendet hos befintliga broar komma att bli otillräckligt. Utbyggnaden av höghastighetsnätverket ökar därmed behovet av innovativa konstruktionslösningar för nya broar och kostnadseffektiva uppgraderingsmetoder för befintliga sträckor. Syftet med föreliggande avhandling är att föreslå en metod för att minska de vibrationsnivåer som kan uppstå i både nybyggda och befintliga järnvägsbroar för höghastighetståg. Huvudfokus är en eftermonteringsmetod med viskösa dämpare, som har installerats mellan brons överbyggnad och landfästen, för att minska brobanans vertikala acceleration under gällande europeiska dimensioneringskrav. Vidare avses att undersöka effektiveteten av ett sådant system, samt att identifiera och analysera de parametrar och osäkerheter som kan påverka dess funktionalitet. Fall- och parameterstudier, samt statistiska metoder används och utvärderas för att undersöka tillämpbarheten av den föreslagna vibrationsdämpningsmetoden. Två olika modeller, ett enfrihetsgradssystem och en finit elementmodell, har skapats och jämförts. Utifrån dessa modeller kan påverkan av dämparens parametrar, variabiliteten hos materialegenskaperna och behandlingen av olika modelleringsaspekter studeras. Från resultaten är det tydligt att brobanans accelerationsnivå avsevärt reduceras efter monteringen av viskösa dämpare, till och med under dimensioneringskraven. / <p>QC 20170425</p>

Germany’s commitment to carbon neutrality by 2045 underscores the need for climate action, with hydrogen’s multiple uses in industry, transport, and energy offering a viable solution. Efficient retrofitting of the extensive natural gas pipeline network can enable hydrogen to be transported from supply to demand centers. The aim of this study is to develop a hydrogen pipeline network strategy for Germany in 2045 that is consistent with carbon neutrality goals while minimizing associated costs. Using a single-period deterministic Mixed Integer Linear Programming (MILP) approach, the focus is on estimating peak-hour transport demand derived from the spatial distribution of demand and supply. This estimation is based on openly available data from the Germany Energy Agency (dena) pilot study on carbon neutrality. The methodology aims to allocate hydrogen energy flows along existing pipelines through a retrofitting approach. The base scenario is derived from the projected hydrogen demand and supply for a carbon-neutral Germany in 2045, as estimated in the dena pilot study. To explore different possibilities, a sensitivity analysis compares five different demand scenarios. Each scenario examines different hard-to-abate subsectors that have limited options for decarbonization. Evaluating the routes and utilization rates across the pipeline network provides insights into the feasibility, with certain routes, particularly those originating in the north, emerging as key. The majority of pipelines in the network have low utilization rates below 25% in peak hours, which may indicate economic infeasibility or the need for alternative transport strategies. In addition, a cost of avoided emissions analysis weighs scenario-specific emission reductions against network costs. Of particular note is the network connecting CHP plants and energy-intensive industries, which appears to strike an optimal balance in terms of costs of avoided emissions and utilization rate in peak hours. Nevertheless, the study does not consider physical flow calculations, so further validation is required in this respect. The potential of the methodology, however, liesin its ability to quickly assess different scenarios and provide valuable insights into economic, environmental, and social impacts. / Tysklands åtagande om koldioxidneutralitet senast 2045 understryker behovet av klimatåtgärder, och vätgasens många användningsområden inom industri, transport och energi erbjuder en hållbar lösning. Effektiv eftermontering av det omfattande naturgasledningsnätet kan göra det möjligt att transportera vätgas från utbuds- till efterfrågecentra. Syftet med denna studie är att utveckla en strategi för vätgasnätet i Tyskland 2045 som är förenlig med målen för koldioxidneutralitet och samtidigt minimerar de tillhörande kostnaderna. Med hjälp av en deterministisk MILP-metod (Mixed Integer Linear Programming) för en enda period ligger fokus på att uppskatta efterfrågan på transporter under maxtimmar utifrån den rumsliga fördelningen av efterfrågan och utbud. Denna uppskattning baseras på öppet tillgängliga data från denas pilotstudie om koldioxidneutralitet. Metoden syftar till att fördela vätgasenergiflöden längs befintliga rörledningar genom en eftermonteringsstrategi. Det grundläggande scenariot härleds från den beräknade efterfrågan och tillgången på vätgas för ett koldioxidneutralt Tyskland 2045, enligt uppskattningar i dena-pilotstudien. För att utforska olika möjligheter jämförs fem olika efterfrågescenarier i en känslighetsanalys. Varje scenario undersöker olika delsektorer som är svåra att minska och som har begränsade alternativ för utfasning av fossila bränslen. Utvärderingen av sträckningarna och utnyttjandegraden i rörledningsnätet ger insikter om genomförbarheten, där vissa sträckningar, särskilt de med ursprung i norr, framstår som viktiga. Majoriteten av rörledningarna i nätverkethar låga nyttjandegrader under 25% under rusningstid, vilket kan indikera ekonomisk ogenomförbarhet eller behovet av alternativa transportstrategier. Dessutom väger en kostnads-/nyttoanalys av utsläpp scenariospecifika utsläppsminskningar mot nätverkskostnader. Särskilt värt att notera är det nätverk som förbinder kraftvärmeverk och energiintensiva industrier, vilket verkar ge en optimal balans när det gäller kostnader för utsläpp och nyttjandegrad. Studien tar dock inte hänsyn till fysiska flödesberäkningar, så ytterligare validering krävs i detta avseende. Metodens potential ligger dock i dess förmåga att snabbt bedöma olika scenarier och ge värdefulla insikter om ekonomiska, miljömässiga och sociala effekter.

Complying with the Paris agreements requires substantial efforts in the building sector, and especially within the existing building stock which is responsible for a considerable amount of emissions and energy consumption. This master thesis focuses on the residential district of Minneberg, located in the west of Stockholm in Bromma. The urban building energy modelling (UBEM) approach is used to model the situation of the current district. This method uses real-life data provided by the district, as well as information found in energy performance certificates and in public databases. Based on that, a virtual archetype building representing the whole district is modelled and calibrated. Suitable energy-efficient solutions that can contribute to reducing the energy consumption are identified and applied in two different scenarios. The first scenario consists in retrofitting the current building stock, while the second represents the case where the building has to be designed from scratch today to comply with Boverket’s requirements on nearly zero-energy buildings ("New Minneberg" scenario). The aggregation of the results shows that the current district is already quite energy-efficient, with the installation of solar panels seeming to be the only economically viable retrofitting option. As for the "New Minneberg" scenario, it is possible to comply with the requirements and achieve a C-class building by reducing the primary energy consumption, but that comes at the expense of a higher actual energy consumption. / Att följa Parisavtalen kräver stora ansträngningar inom byggsektorn, och särskilt inom det befintliga byggnadsbeståndet som står för en betydande mängd växthusgasutsläpp och energianvändning. Examensarbetet fokuserar på det svenska bostadsområdet av Minneberg, som ligger i västra Stockholm i Bromma. UBEM-metoden (urban building energy modelling) används för att modellera situationen i det nuvarande distriktet. Metoden använder verkliga data från fastighetsområdet, liksom information som finns i energideklarationer och offentliga databaser. Därefter modelleras och kalibreras en virtuell arketypsbyggnad som representerar hela distriktet. Lämpliga energieffektiva lösningar som kan bidra till att minska energiförbrukningen identifieras och tillämpas i två olika scenarier. Det första scenariot består i renovering av det nuvarande byggnadsbeståndet, medan det andra representerar fallet om byggnaden hade designats från grunden idag, för att uppfylla Boverkets krav på nollenergihus ("New Minneberg" scenario). Resultaten visar att det nuvarande distriktet redan är ganska energieffektivt, där installation av solpaneler verkar vara den enda ekonomiskt lönsamma åtgärden. Gällande "New Minneberg" scenariot är det möjligt att uppfylla kraven och uppnå en C-klass byggnad genom att minska primärenergitalet, men det resulterar i en högre verklig energiförbrukning.