With rising energy prices and the threat of climate change, energy costs and energy savings have become a central and important part in building. Therefore it is interesting to explore different and non-conventional methods of energy conservation. Building Earth sheltered houses is such a method. Earth provides good insulation and provides the ability to both reduce the total heating needs and to reduce the maximum power demand. The aim of this study was to construct a house in Malmö and see if Earth sheltered houses can be a cost effective alternative for the construction of sustainable and energy-efficient houses. Previous studies have shown that Earth sheltered houses have reduced their power requirement with up to 25% and their use of energy with 10%. Numerical calculations in Comsol Multiphysic 4.2, was performed on a house with different degrees of earth covering. Thereafter, additional investments because of the strengthened structure to accommodate the weight of the earth have been made. Subsequently, a number of economic calculations performed for various scenarios of future energy price were made. The study shows that it is profitable with Earth sheltered houses and that a 10 cm thick layer of earth on the roof is the optimal amount.

Purpose: This study aims to investigate and compare a range of factors that can contribute to differences in energy calculations and the energy declaration. Method: To investigate this, a literature study has been carried out where the collection of facts and information is used to complement the case study that has also been carried out. The case study consists of energy calculations that have been both calculated and compared for a larger and a smaller one-family house. To examine the impact of the various factors, one factor at a time has been changed in the calculations to clarify its outcome. To make the work as realistic as possible, two existing houses are used as reference objects. This means that both floor plans and material choices are taken from a house manufacturer’s drawings. Results: The result shows that living habits are a difficult factor to assess when it comes to energy use in a building because there are no specified values for each sub-item. The energy use that can be read out is a total sum of the different parts of the energy use. Examples of parts that are included in the total energy use are domestic hot water use and household electricity use. Despite the difficulty in distinguishing which item is the major contribution factor to the differences in measured and projected energy use, most agree that living habits are the biggest factor. Conclusions: It becomes easier to identify what it is in living habits that is the difficult-to-assess factor if all individual living habits were specified with their own energy calculations and measurement values. This could even be a tool to investigate and further investigate the differences that arise in the future. Finally, it can be good to assist with skill development for all homeowners in terms of energy efficiency in their living habits to reduce ignorance about the impact of user habits on energy use.

Karlstads kommun ingår som en del i en global klimatstrategi för att omsätta EU:s klimatambitioner. En innebörd av detta är att Karlstads kommun har antagit ett generellt krav på en lägre specifik energianvändning av lokaler och byggnader på 80 kWh/m2 och år.   Rapport har gjorts i samarbete med Karlstads kommuns teknik- och fastighetsförvaltningen med syfte att identifiera problemen som uppstår i projekteringsprocessen. Syftet är även att ge förslag på åtgärder som förbättrar denna process samt att se om en energisamordnare kan vara en del av lösningen och i så fall på vilket sätt.   Till grund för rapporten genomfördes ett antal intervjuer med projektledare på teknik- och fastighetsförvaltningen samt med typiska projektörer som teknik- och fastighetsförvaltningen samarbetar med. Landstingsfastigheter intervjuades för att göra en jämförelse mellan dessa båda organisationers arbetssätt. Under intervjuarbetet uppmärksammades ett antal återkommande orsaker till varför det inte fungerar tillfredställande i byggprocessen. Bearbetade intervjuer har med hjälp av litteraturstudier och seminarier inom ämnet resulterat i ett antal åtgärdsförslag som syftar till att ge en förbättrad projekteringsprocess.   Några identifierade problem som är återkommande i rapporten är att det saknas en strukturerat metodisk arbetsform. Arbetsmetoderna i projekteringsarbetet bör förändras så att olika aktörer redan i ett tidigt projekteringsskede samverkar med varandra i en integrerad process En metod efterfrågas där byggnaden får växa fram tillsammans med energi- och verksamhetsbehovet. Rutiner för uppföljningsarbetet behöver förbättras, likaså målbilden av vad man vill uppnå. Förändrade verksamhetskrav tillsammans med frångående av projektmodellen för att tidigarelägga projekt ger konsekvenser. Bristande kompetens och en tydligare styrning av uppföljningsarbetet av energikravkrav är ytterligare identifierade uppmärksammade problem i projekteringen. Sammantaget ges energifrågorna en liten tyngd i projekteringen.   En förbättrad projekteringsprocess ges av en kombination av åtgärdsförslag. En integrerad samarbetsform som sätter projektet i fokus och blir ett gemensamt uppdrag föreslås vilket även präglar arbetssätet. Energilotsen har den systematiska handledning för energifrågorna som krävs och efterfrågas. Energiverifikat 09 visar ledningens mål och vilja. Verifikatet erbjuder även en systematisk process med rutiner och metoder för att säkerställa att byggnadens olika system fungerar i samverkan och att det vid strategiskt viktiga skeden sker energianalyser. Dokumentet ger även den dokumentation av energifrågorna i projektets olika skeden som efterlysts.   Beroende på vilken ambitionsnivå man väljer för byggnadens energi- och inneklimatfrågor bör åtgärdsförslagen anpassas efter teknik- och fastighetsförvaltningens möjligheter.   Verksamhetens och energifrågorna bör ges en egen punkt på dagordningen som bevakas av Energisamordnaren och verksamhetens representant. Verksamhetens och lågenergiutformningens olika förutsättningar bör mötas redan i programarbetet. / Karlstad City has agreed to participate in a global climate strategy to implement the EU's climate ambitions. One effect of this is that the municipality of Karlstad has adopted general requirements for lower energy use in facilities and buildings. It shall not exceed 80 kWh/m 2/ year.   This report has been made in cooperation with Karlstad Municipality technology and property management with the purpose to identify the problems that arise in the design process. The aim is also to propose measures to improve this process and to find out whether an energy coordinator could be part of the solution.   The basis for this report is a number of interviews with project managers on the technology and property management, and with designers that they cooperate with. Project managers at Landstingsfastigheter were interviewed in order to make a comparison how these two organizations work. During the interview process several reasons were identified why the work didn’t work satisfactionally in the construction process. Processed interviews, literature studies and seminars on the subject resulted in a number of proposed measures aimed at providing an improved planning process.   The major problem recurrent in the report is the lack of a structured work process. The work methods of the design process must be changed so that the various actors interact, at an early stage, with each other in an integrated process. There is a request for a method in which the building along with energy and business needs is simultaneously developed. Procedures to follow up and evaluate work and the objective needs to be improved. Changing business requirements and abandoning the project model to advance the project has consequences. Lack of skills and a better control of the follow-up work of energy requirements are additional requirements identified high-profile issues in the design.  Overall, energy issues are given a small weight in design.   An improved design process is provided by a combination of actions. An integrated form of cooperation which puts the project in focus and is becoming a common task is proposed which characterises the seat. The energy pilot is the systemic tutoring for energy needed and requested.  Energiverifikat 09 show management's objectives and will. Verifikatet also offers a systematic process of arrangements and procedures for ensuring that the different systems work together and that when strategically important stages takes place energy analyses. The document also provides the documentation of energy issues in various stages of the project requested. Depending on the level of ambition chosen for the building's energy and indoor climate issues action proposals should be adapted according to Technology and real estate management opportunities. Operational and energy issues should be a separate issue on the agenda that the energy coordinator and the business representative are responsible for. Operational issues and the requirements for lower energy use different conditions should be reconciled at an early stage.

Det blir allt viktigare att bygga energieffektivt och EU:s direktiv om energiprestanda har gjort att hårdare krav har införts i Boverkets byggregler (BBR). Detta har gjort att högre krav ställs på noggrannheten vid energiberäkningar i projekteringsfasen av ett byggprojekt. Vid en energiberäkning görs en rad inställningar och antaganden kring parametrar kopplade till byggnadens olika system, klimatskalet, samt det mänskliga beteendet i byggnaden. Det är vanligt att osäkerheter förekommer kring dessa parameterinställningar och detta kan i sin tur orsaka osäkerheter i beräkningsresultatet. För att undersöka hur stor inverkan osäkra parametrar har på beräkningsresultatet kan olika metoder av känslighetsanalys tillämpas. Syftet med detta arbete var att ta fram och tillämpa en metod för att genomföra en omfattande känslighetsanalys av osäkra parametrar vid energiberäkningar med simuleringsverktyget IDA ICE. Vidare gjordes en utvärdering över känslighetsanalysens roll i samband med energiberäkningar och hur resultaten kan användas för att förklara skillnader i projekterad och verklig energianvändning för en fastighetsägare. De inledande förberedelserna resulterade i en metod för global känslighetsanalys vid energiberäkningar i IDA ICE som låg till grund för större delen av detta arbete. Metoden använder sig av standardiserade regressionskoefficienter som känslighetsindikatorer och dessa beräknades genom att tillämpa Monte Carlo-simuleringar och multipel linjär regressionsanalys. Även en enklare metod för lokal känslighetsanalys vid energiberäkningar i IDA ICE undersöktes. Ett antal olika fall studerades i detta arbete och för samtliga fall undersöktes parametrarnas inverkan på den totala energianvändningen och primärenergitalet. En byggnadsmodell skapades över en byggnad i Umeå med fjärrvärme som uppvärmningskälla. För denna byggnadsmodell gjordes Monte Carlo-simuleringar och känslighetsanalys för basfallet, ett fall med bergvärme som uppvärmningskälla och ett fall där verksamheten förändrades. Klimatförutsättningarnas betydelse undersöktes genom att använda samma byggnadsmodell vid alternativa geografiska placeringar och genomföra känslighetsanalyser med den framtagna metoden. Förändringar i verksamheten, uppvärmningskällan och klimatet, visade sig alla påverka parametrarnas inverkan på beräkningsresultaten. En slutsats som gick att dra från resultaten var att osäkerheter i parametrar kopplade till byggnadsmodellernas värme- och ventilationssystem hade stor inverkan på beräkningsresultaten jämfört med de andra parametrarna. Även köldbryggornas specifika värmeförlustfaktor visade sig ha stor inverkan. Parametrar kopplade till mänskligt beteende hade även de relativt stor inverkan medan parametrarna kopplade till klimatskalets U-värden i de flesta fall visade sig ha mindre inverkan än de andra parametrar som undersöktes. / To build energy efficient buildings are becoming more important and as a response to the Energy Performance of Buildings Directive from the EU, harder requirements have been introduced into Boverket's building regulations (BBR). Higher demands are therefore placed on accuracy in energy calculations during the design phase of a building. When performing the energy calculations several parameter settings and assumptions are made that are linked to the building systems, envelope and the human behaviour inside the building. It is common that uncertainties occur around these parameter settings and this can often cause uncertainties in the calculation result. Different methods of sensitivity analysis can be applied to investigate which impact uncertain parameters have on the calculation results. The purpose of this master thesis was to develop and apply a method for computing a comprehensive sensitivity analysis of uncertain parameters in energy calculations with the simulation tool IDA ICE. Furthermore, an evaluation was made of the role of sensitivity analysis in combination with energy calculations and how the results can be used to explain differences in predicted and actual energy use for a property owner. The initial preparations resulted in a method for global sensitivity analysis for energy calculations in IDA ICE, which was the basis for the most part of this thesis. This method uses the standardized regression coefficients as sensitivity indices, which was calculated by applying Monte Carlo simulations and multiple linear regression. A simpler method for local sensitivity analysis was also investigated. In this thesis, a number of different cases were studied and for all of them, the influence of the parameters on the total energy use and the primary energy number was investigated. A building model was created for a building located in Umeå with district heating as heating source. For this building model, Monte Carlo simulations and sensitivity analysis were executed for the base case, a case with geothermal energy as heating source, and a case where the building was used as office spaces. The importance of climate conditions was investigated by using the same building model in alternative geographical locations and conduct sensitivity analysis with the developed method. Changes in operations, the heating source and the climate, all affected the influence of the parameters on the calculation results. One conclusion that could be made from the results was that uncertainties in parameters linked to the building models' heating and ventilation systems had a great impact on the calculation results compared to the other parameters. Also, the specific heat transfer coefficient of the thermal bridges was among the parameters with the greatest influence. The parameters linked to human behaviour also had a relatively large influence while parameters linked to the building envelope in most cases were found to have less influence than the other parameters examined.

För drygt två år sedan började Laura och Erik Vidje att bygga sitt eget hus i utkanten av Umeå. Det här byggprojektet skulle senare visa sig bli ett unikt och uppmärksammat projekt med många involverade och intresserade parter. Byggprojektet involverade en hel fastighet med bostad, gäststuga, garage, jordkällare och solcellsanläggning, och Laura och Erik skulle själva utföra så mycket av arbetet som gick. Vad som gjorde den här fastigheten unik var valet att utforma den efter kraven för passivhus och samtidigt använda sig av okonventionella och återvinningsbara byggnadsmaterial, bland annat var isoleringsmaterialet tänkt att bestå av halm och golvplattan av återvunnet foamglas. Även konstruktionen skulle bli väldigt genomtänkt, där stora fönster placeras mot söder med ett långt taköverhäng som skyddar mot hög solinstrålning på sommar men optimerar instrålningen på vintern. Väggarnas konstruktion var tänkt att bli nästan en meter tjock för att isolera väl och hela byggnaden klimatskärm skulle bli oerhört tät för att minimera värmeförluster, men den mest påtagligt ovanliga egenskapen med bostaden var att den skulle bli rundformad. I dagsläget har stora delar av fastigheten färdigställts, men innan vissa tekniska installationer utförs ville paret Vidje ta reda på vad fastigheten förväntas ha för behov, främst elenergimässigt och hur den kommer att prestera i förhållande till officiella krav. Detta visade sig endast bli positivt för dem då hela fastigheten uppskattas ha ett elenergibehov motsvarande ungefär 23,1 kWh/m2 och år vilket nästan är två tredjedelar av schablonvärdet för endast hushållsenergin. Även BBR-kravet för primärenergital visade sig ligga mer än dubbelt så högt som fastighetens beräknade primärenergital, vilket bevisar den högt planerade kvalitén och hur genomtänkt byggprojektet är. Det fanns även ett intresse att ta reda på vad det finns för nya tekniker inom hållbara hushåll och om dessa kommer att vara möjliga att implementera i deras hushåll. Bland annat var solcellerna kombinerade med ett hemmabatteri en viktig fråga för paret Vidje. De vill kunna använda så mycket av deras egna producerade solel som möjligt. Vad det här arbetet kom fram till var att den inplanerade solcellsanläggningen på 5 kWp (kilowattpeak) skulle lyckas täcka ca 70% av fastighetens årliga elbehov men att inte mer än max hälften av den producerade solelen skulle kunna användas av dem själva. Resten skulle säljas ut på elnätet eller sparas i ett eventuellt hemmabatteri. Vad som blev uppenbart efter batteriets lönsamhetsberäkningar var att med dagens elpriser kommer det alltid vara mer ekonomiskt lönsamt att sälja solcellernas överskottsel ut på nätet. Ekonomisk lönsamhet var ett återkommande tema, inte minst för just solcellerna och hemmabatteriet. För solcellerna låg fokuset på om det skulle bli mer lönsamt att hyra anläggningen eller att köpa den. I slutändan visade det sig inte vara en oerhörd ekonomisk skillnad mellan de två alternativ utan den avgörande aspekten kommer antagligen att vara bekvämligheten av att genomföra edera alternativ. 3 Solcellerna visade sig täcka en stor del av detta arbete då man även ville ta reda på hur stort klimatavtryck den planerade anläggningen kommer att ha jämfört med alternativet att använda elektricitet från Umeå Energis elnät. Resultatet från denna undersökning var nog det mest överraskande av alla resultat. På grund av att en stor del av världens solceller tillverkas i länder med höga växthusgasutsläpp samt kräver mycket energi för att tillverkas så innebär det att solcellers klimatavtryck är det högsta bland förnybara energikällor. Då Umeå Energi har övergått till 100% förnybar elproduktion med andra energislag än solkraft, visade det sig att under solcellernas livstid på 25 år skulle solcellsanläggningens klimatavtryck vara mer än dubbelt så högt än om elen hade tagits från nätet. Paret Vidje ville också veta mer om nyutvecklade energirelaterade tekniker, däribland V2G, självförsörjande hushåll, vätgaslagring, likströmsnät och elbilsladdning, för att kunna avgöra om någon av dessa kommer vara möjliga att integrera med deras fastighet inom en snar framtid. V2G, Vehicle-to-Grid, är fortfarande för outvecklat för att det skall vara möjligt för en privatperson att kunna använda sig av det. Självförsörjning är helt klart möjligt i dagsläget, men den enda väl fungerande metoden verkar vara vätgaslagring och det är fortfarande en teknik som är oetablerad på marknaden och därmed även väldigt dyr. Att ställa om sitt hushåll till ett likströmsnät är en intressant trend som en del kunniga personer har börjat göra de senaste åren, men det verkar dock vara just det, någonting som endast en kunnig och intresserad person i området kan klara av att genomföra i dagsläget. Det finns ingen etablerad teknik för att enkelt kunna ställa om ett hushåll till att använda likström i sina vägguttag. Eftersom paret Vidje planerar att införskaffa en elbil så var de väldigt nyfikna angående hur det kan gå till att ladda sin elbil hemma. Den mest kritiska frågan var om en laddbox var ett krav. Vad arbetet kom fram till var väldigt enkelt, laddbox är tekniskt sett inget krav, men att använda ett vanligt 230 V vägguttag som standard är en dålig och nästintill farlig metod. Det är dessutom en oerhört ineffektiv metod då vägguttag avger väldigt låga effekter och därmed skulle innebära ohållbart långa laddningstider. En laddbox på 11 kW verkar vara det bästa alternativet just nu för att ladda en elbil i hemmet. Snabbladdare på över 22 kW finns tillgängliga men är mer kostsamma och tillför endast kortare laddtid som egentligen inte är nödvändig för de flesta hushåll. / About two years ago Laura and Erik Vidje began building their very own home just outside the city of Umeå. This building project would later turn out to become a unique and well noticed project with many involved and interested parties. The building project involved an entire estate with a residence, guest house, cold storage cellar and a PV (photovoltaic) system, and Laura and Erik were planning on doing as work as possible by themselves. What made this estate so unique was the choice of designing it according to the passive house requirements and at the same time be using unconventional and recyclable building materials, among other things was that the isolating material was going to be entirely made up of straw and the base plate would be made of recycled foam glass. The construction was going to be very well thought through, with large window facing south and a long roof overhang that will protect against insolation during summer but optimizes the insolation during winter. The walls would be built almost one meter thick to make great isolation and the entire building envelope were going to be extremely dense to minimize heat loss, but the most obvious unique attribute about the residence were going to be its round shape. By today the estate is nearly finished, but before a few technical instalments is executed the Vidje couple wanted to know what energy related needs the estate will have and how it will perform relative to official requirements. This specifically turned out to be only positive for them because the estate is now estimated to have a total need of electricity at about 23,1 kWh/m2 Atemp and year, which is almost one third lower than the standard value only for household energy. Also, the BBR-requirement for EPpet (primärenergital) turned out to be more than twice as high as the actual EPpet for the estate, which proves how well thought out the building project is and its high quality. In addition to this there were an interest in learning about knew technologies within sustainable housing and whether it was possible to implement these to their home. An important question to the Vidje couple was the possibilities regarding the PV system combined with a battery storage system. They would want to use as much of their own solar electricity as possible. What this project found out was that the 5 kWp (kilowattpeak) PV system would be able to cover around 70% of the estates yearly electricity needs, but that they would only be able to personally use no more than half of all that produced electricity. The rest would have to be sold and transferred out on the grid or possibly be saved in a battery storage unit. What became obvious while calculating the profitability of a battery storage system was that, with today’s electricity pricing, to sell the surplus PV production out on the grid will always be the most economically profitable option. Economic profitability was a reoccurring theme, especially for the PV- and battery storage system. Most of the focus regarding the PV system was between the options of renting it or buying it. In the end it turned out not to be a very significant difference 5 between the two options, the most decisive aspect when choosing will most likely be the difference of overall comfortability between the two. Analysing the PV system became a larger part of this project than expected when another request was to figure out how big of a climate impact the system would have compared to if the same amount of electricity was used from Umeå Energis grid. This analysis came up with probably one of the most interesting results of this entire project. Because PV panels require a lot of energy to produce and a large proportion of all panels in the world are produced in countries with a high carbon footprint, it means that PV systems has one of the worst climate impacts of all renewable energy sources. According to Umeå Energi 100% of their electricity are produced from renewable sources where solar power is not one of them. Because of this it turned out that during the 25-year lifespan of the PV system it would have more than twice the climate impact rather than if the electricity came from the power grid. The Vidje couple also wanted to know more about newly developed technologies related to energy, among things like V2G, self-sustaining homes, hydrogen energy storage, direct current grids and electric vehicle charging, to be able to establish whether any of these would be possible to integrate with their home in the near future. V2G, Vehicle-to- Grid, is still very much under development and therefore are not available for any person to use. Self-sustainability is definitely possible with today’s standards, but the only method that seems to work well enough is hydrogen energy storage which is still not very well established on the market and therefore also very expensive. Readjusting your home to work with a direct current grid is an interesting trend that some knowledgeable people have been doing lately, but it seems to be just that, something only a person who is interested and knowledgeable in the area are capable to perform at this stage. There are now established technique for easily changing your home to be able to run on direct current. Because the Vidje couple are planning on getting an electric car it made them curious about what options there were to be able to charge it at home. The most critical question was if a charging box is a requirement or not. The answer is pretty simple, a charging box is technically not a requirement, but using a 230 V power outlet as standard is a very bad and sometimes even considered as dangerous. It is also a very inefficient method because regular outlets can only put out a relatively low power charge and therefore would mean unreasonably long charging times. An 11 kW charger box seems to be the best option right now be able to charge your electric car at home. Quick chargers above 22 kW to exist but are usually expensive and only lowers the charging time a little bit which for most households are quite unnecessary.

I detta examenarbete har olika energieffektiviseringsåtgärder jämförts på två flerbostadshus i Ljungby kommun vars namn är Halfdan och Arngrim. I det första alternativet modulerades de befintliga byggnaderna för att kunna se dess totala energianvändning. Det andra alternativet består av att tilläggsisolera vindsvåningen samt byte av fönster och dörrar. Dessa åtgärder bidrar med en besparing på ca. 90 000 kWh/år Halfdan samt 55 000 kWh/år Arngrim. I det tredje alternativet installeras en frånluftsvärmepump samt en solcellsanläggning i vardera byggnad. Detta resulterar i en energibesparing på ca. 127 000 kWh/år i Halfdan samt 101 000 kWh/år i Arngrim.   Fastigheterna har simulerats i Energiberäkningar och VIP+ Energy, där resultatet påvisar att frånluftsvärmepumpen bidrar med den största energibesparingen i förhållande till det andra alternativet.

I Sverige står bygg- och fastighetssektorn för nära en femtedel av koldioxidutsläppen och en tredjedel av energianvändningen varav en stor del kommer från uppvärmning av byggnader. Ett tillvägagångssätt för att minska energibehovet i bostäder är genom krav på energieffektivitet. Där spelar isoleringsmaterial stor roll för att minska värmeförlusterna i byggnaden. Ett problem med för tjock isolering är att isoleringsmaterialen i sig har viss kvantifierbar miljöpåverkan. I denna studie bestäms livscykelpåverkan från olika isoleringsmaterial med avseende på primärenergianvändning, växthuspotential, kostnad samt övrig miljöpåverkan. Studien undersöker även hur tjockleken av olika isoleringsmaterial påverkar driftenergin i byggnaden Backåkra 2, belägen i centrala Stockholm. Syftet är att bestämma den optimala tjockleken för varje isoleringsmaterial i byggnaden med avseende att minimera primärenergianvändningen, växthuspotentialen samt kostnaderna under en tidsperiod på 50 år. Övrig miljöpåverkan fastställs även. Materialen som utvärderats är glasull, cellulosaisolering, polyuretan/polyisocyanurat, vakuumisolering, aerogel, grafitcellplast, samt fenolbaserad isolering. Två olika avfallsscenarier implementeras varav ett scenario har hög materialåtervinning och ett annat har hög energiåtervinning. I en känslighetsanalys studeras inverkan av primärenergifaktorn, isoleringsmaterialens livslängd, koldioxidfaktorn, U-värden i byggnadens fönster samt andra värden för livscykelpåverkan. Resultaten visar att vald tjocklek av isoleringsmaterial i byggnaden i dag ligger nära den optimala tjockleken med avseende på minimal primärenergianvändning. Om isoleringsmaterialet har lägre koldioxidutsläpp under sin livscykel hamnar tjockleken i dagsläget nära den optimala tjockleken med avseende att minimera växthuspotentialen. Materialet aerogel har högst värden i alla påverkanskategorier i båda avfallsscenarierna. Lägst primärenergianvändning har vakuum- och cellulosaisolering vid optimala tjockleka på . Cellulosaisolering ger även upphov till lägst växthuspotential medan grafitcellplast har lägst kostnad för de optimala tjocklekarna i båda avfallsscenarier. Hög material-återvinningsgrad ger upphov till tjockare isolering och högre värden för påverkansfaktorerna. En hög energiåtervinningsgrad leder däremot till tunnare isolering och lägre värden. Att optimera isoleringsmaterialens tjocklek utifrån alla tre kriterier (primärenergianvändning, växthuspotential och kostnad) kan innebära svårigheter eftersom skillnaden mellan optimala tjocklekar är stor. Resultatet är känsligast för förändringar av livslängden och denna bör utvärderas noggrannare i framtida studier för att i högre utsträckning likna den verkliga byggnaden. Framtida studier kan även kretsa kring mer generell tillämpning av liknande analys för olika typer av byggnader i olika geografiska regioner. I vissa typer av byggnader är isoleringsmaterialens påverkan gällande primärenergianvändning och växthuspotential i förhållande till den totala byggnaden signifikant. I sådana fall har optimering av isoleringstjocklek stor betydelse för byggnadens totala prestanda och kan bidra till att minska byggnadens miljöpåverkan. Avslutningsvis kan denna studie bidra till en minskning av primärenergianvändningen, miljöpåverkan och kostnaderna i en energieffektiv byggnad. Därmed erhålls ett hållbarhetsperspektiv under hela livscykeln. / In Sweden, the construction and real estate sector accounts for approximately one fifth of the carbon dioxide emissions and one third of the total energy use, mainly due to heating. In order to reduce both energy requirement and environmental impact, energy efficient measures are of great importance. Insulation materials play a major role in reducing heat losses. However, manufacturing of insulation materials is an energy-intensive process with impact on the environment. In this study, the life cycle impact of seven different insulation materials was determined. The study considers the energy efficient building “Backåkra 2” in Sweden, planned to be completed next year, as a case study for evaluating lifecycle environmental and economic performances. It is investigated how the operating energy in “Backåkra 2” is affected by the choice of different insulation materials and their thicknesses. The optimal thickness of each insulation material in the building was determined in order to minimize primary energy use, global warming potential and cost over a period of 50 years. For the determined thicknesses, other environmental impacts were also investigated. The evaluated insulation materials are glass wool, cellulose insulation, polyuretan/polyisocyanurat, vacuum insulation, aerogel, graphite foam insulation, and phenolic based insulation. In the lifecycle analysis, two different waste scenarios are also implemented, of which one has high material recycling and the other has high energy recovery. A sensitivity analysis examines the impact of the primary energy factor, the lifespan of the insulation materials, the carbon dioxide factor, the U-values in the building's windows and other values for the life cycle impact. The results show that the selected thickness of insulation material in the building today of 19 cm is close to the optimal thickness with respect to minimal primary energy use. If the insulation material has lower carbon dioxide emissions during its lifecycle, the thickness is at present close to the optimal thickness in terms of minimizing the global warming potential. Aerogel has the highest values in all impact categories in both waste scenarios. Vacuum insulation will achieve the lowest primary energy use at its optimal thicknesses of 11,26 cm for waste scenario 0 while cellulose will achieve the lowest primary energy use of all materials at a thickness of 64,5 cm for waste scenario 50. Cellulose insulation also has the lowest global warming potential, while graphite foam insulation has the lowest cost for the optimal thicknesses in both waste scenarios. Higher material recovery rates give optimum at larger thicknesses, while high energy recovery rates lead to thinner insulation thickness. Optimizing the thickness of insulation materials based on all three criteria (primary energy use, global warming potential and cost) can cause difficulties due to a high difference in results. The result in the analysis is sensitive to changes in lifespan, and this should be more carefully evaluated in future studies to resemble the real building. Future studies can also revolve around more general application of similar analysis for different types of buildings in different geographic regions. In some types of buildings, the impact of insulation materials on primary energy use and global warming potential compared to the total building is significant. In such cases, optimization of insulation thickness has a significant impact on the overall performance and can reduce the environmental impact generated by the building. In conclusion, this study can contribute to a reduction of the primary energy use, the environmental impact and the costs in an energy efficient building throughout the whole life cycle.

<p>Sammanfattning</p><p>I det följande examensarbetet har två alternativ av installationer jämförts beträffande ny­­bygg­nationen <em>Maskinbolaget Swecon</em>, en fastighet med en kontorsbyggnad och till­hör­­ande maskinhall i Uppsala. Alternativen har varit en fjärrvärmeinstallation med en separat kyl­mas­kin, och två bergvärmepumpar med en frikyleslinga. Jämförelser har gjorts mellan dator- och egenberäknade simu­leringar av energi­för­­brukningen [kWh­­/­(m²,år)], och då med olika ändringar i fastig­het­ens kon­struk­tion, där det ur­sprung­­­liga pro­jekt­­erings­un­der­laget har varit utgångspunkt (Inne­kli­mat­byrån, 2008).</p><p>    Därefter har en nu­vär­des­­kal­kylering med en kalkylhorisont på 30 år utförts, som visar på det mest eko­no­miska alternativet och simuleringen gällande drifts- och in­ves­­­t­eringskostnader.</p><p>    Energiberäkningarna har genomförts med datorprogrammen BV² och VIP+, och även med egna beräkningar i Excel. Nuvärdeskalkylen har också gjorts i Excel.</p><p> </p><p>                                     ♠    ♠    ♠</p><p> </p><p>Resultaten visar att kontorsbyggnaden och maskinhallen uppfyller riktlinjerna från Bo­verkets byggregler, BBR, avseende U-värde. Kontoret uppfyller även BBR:s di­rek­tiv angående energi­för­bruk­ning [kWh/(m²,år)], något som däremot inte gäller för mas­kinhallen.</p><p>    Alternativet med bergvärmepumparna är ekonomiskt fördel­ak­tig­ast i ett per­spek­tiv på 30 år. Jämförelserna mellan de olika simuleringarna ger vidare att störst för­tjänst erhålls då maskinhallen utrustas med vikportar som har ett lägre U-värde än de ur­sprung­­liga, och även att luftflödet till samma lokal sänks med tio procent. Med dessa förändringar uppfyller även maskinhallen BBR:s direktiv enligt ovan.</p><p>    De egna beräkningarna i Excel anses här ge ett lika tillförlitligt resultat på fastig­het­­ens energiförbrukning som med dator­programmen BV² och VIP+, förbehållet att vissa justeringar görs på in­­gå­ende ekvationer.    </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p> / <p> </p><p>Abstract</p><p>In this degree project a comparison between two alternatives of heating and cooling systems has been made, regarding not yet constructed buildings on the property <em>Maskinbolaget Swecon</em> in Uppsala, consisting of an office and a machine room. The al­ter­­­natives of choice have been a district heating installation with a separate refri­ge­ra­ting machine, and two heat pumps with the bedrock as a heat source, the latter equip­ped with a circuit of directly transferred cold water from the bedrock as a cool­ing sys­tem. A number of simulations of the buildings' en­­er­gy consumption [kWh /(m²,år)] have also been performed, and this with a variety of comparisons con­tain­ing of certain chang­es of the construction of the buildings vis-à-vis the original plan­ning data.</p><p>    After that a calculation of present value with a perspective of 30 years has been executed, a calculation which shows the most economical alternative and simulation concerning the costs of operation and investment.</p><p>    The simulations of the energy consumption have been computed with the pro­gram­mes BV² and VIP+, and also with a matrix in Excel by the writer's own design. The calculation of present value has been performed in Excel.  </p><p> </p><p>                                     ♠    ♠    ♠</p><p> </p><p>The results indicate that the office and the machine hall fulfil the guidelines of U-value from BBR. The office also comply with BBR regarding the energy consump­tion [kWh/(m²,år)]; this, however, is not the case with the machine hall.</p><p>    The alternative with the heat pumps is the economically most sound, viewed in the perspective of 30 years. Furthermore, the comparisons of the different simula­tions yield that the largest profit occur when the machine hall is equipped with ent­rance gates that have a lower U-value than the originally planned, and also that the air flow to the mentioned hall is decreased with ten per cent. With these changes, even the machine hall fulfil the requirements of energy consumption from BBR.</p><p>    The results from the computations with the matrix in Excel, is in this degree pro­ject consider­ed to be as accurate as those derived from the programmes BV² and VIP+, on con­di­tion that certain adjustements are made in the equations of the mat­rix.   </p>

Sammanfattning I det följande examensarbetet har två alternativ av installationer jämförts beträffande ny­­bygg­nationen Maskinbolaget Swecon, en fastighet med en kontorsbyggnad och till­hör­­ande maskinhall i Uppsala. Alternativen har varit en fjärrvärmeinstallation med en separat kyl­mas­kin, och två bergvärmepumpar med en frikyleslinga. Jämförelser har gjorts mellan dator- och egenberäknade simu­leringar av energi­för­­brukningen [kWh­­/­(m2,år)], och då med olika ändringar i fastig­het­ens kon­struk­tion, där det ur­sprung­­­liga pro­jekt­­erings­un­der­laget har varit utgångspunkt (Inne­kli­mat­byrån, 2008).     Därefter har en nu­vär­des­­kal­kylering med en kalkylhorisont på 30 år utförts, som visar på det mest eko­no­miska alternativet och simuleringen gällande drifts- och in­ves­­­t­eringskostnader.     Energiberäkningarna har genomförts med datorprogrammen BV2 och VIP+, och även med egna beräkningar i Excel. Nuvärdeskalkylen har också gjorts i Excel.                                        ♠    ♠    ♠   Resultaten visar att kontorsbyggnaden och maskinhallen uppfyller riktlinjerna från Bo­verkets byggregler, BBR, avseende U-värde. Kontoret uppfyller även BBR:s di­rek­tiv angående energi­för­bruk­ning [kWh/(m2,år)], något som däremot inte gäller för mas­kinhallen.     Alternativet med bergvärmepumparna är ekonomiskt fördel­ak­tig­ast i ett per­spek­tiv på 30 år. Jämförelserna mellan de olika simuleringarna ger vidare att störst för­tjänst erhålls då maskinhallen utrustas med vikportar som har ett lägre U-värde än de ur­sprung­­liga, och även att luftflödet till samma lokal sänks med tio procent. Med dessa förändringar uppfyller även maskinhallen BBR:s direktiv enligt ovan.     De egna beräkningarna i Excel anses här ge ett lika tillförlitligt resultat på fastig­het­­ens energiförbrukning som med dator­programmen BV2 och VIP+, förbehållet att vissa justeringar görs på in­­gå­ende ekvationer. / Abstract In this degree project a comparison between two alternatives of heating and cooling systems has been made, regarding not yet constructed buildings on the property Maskinbolaget Swecon in Uppsala, consisting of an office and a machine room. The al­ter­­­natives of choice have been a district heating installation with a separate refri­ge­ra­ting machine, and two heat pumps with the bedrock as a heat source, the latter equip­ped with a circuit of directly transferred cold water from the bedrock as a cool­ing sys­tem. A number of simulations of the buildings' en­­er­gy consumption [kWh /(m2,år)] have also been performed, and this with a variety of comparisons con­tain­ing of certain chang­es of the construction of the buildings vis-à-vis the original plan­ning data.     After that a calculation of present value with a perspective of 30 years has been executed, a calculation which shows the most economical alternative and simulation concerning the costs of operation and investment.     The simulations of the energy consumption have been computed with the pro­gram­mes BV2 and VIP+, and also with a matrix in Excel by the writer's own design. The calculation of present value has been performed in Excel.                                          ♠    ♠    ♠   The results indicate that the office and the machine hall fulfil the guidelines of U-value from BBR. The office also comply with BBR regarding the energy consump­tion [kWh/(m2,år)]; this, however, is not the case with the machine hall.     The alternative with the heat pumps is the economically most sound, viewed in the perspective of 30 years. Furthermore, the comparisons of the different simula­tions yield that the largest profit occur when the machine hall is equipped with ent­rance gates that have a lower U-value than the originally planned, and also that the air flow to the mentioned hall is decreased with ten per cent. With these changes, even the machine hall fulfil the requirements of energy consumption from BBR.     The results from the computations with the matrix in Excel, is in this degree pro­ject consider­ed to be as accurate as those derived from the programmes BV2 and VIP+, on con­di­tion that certain adjustements are made in the equations of the mat­rix.

Syftet med studien är att öka förståelsen kring vädringsrelaterade beteenden i Sverige samt illustrera vad det har för betydelse för energianvändningen. Ge-nom att samla in enkätsvar från hushåll över hela Sverige samt beräkna ener-giförluster från dessa svar tas förslag fram på vädringstillägg för olika bo-stadstyper.Resultatet visar att småhus berörs betydligt mindre av vädring jämfört med lägenhetshus. Slutsatsen från studien är att alla bostadsbyggnader inte bör ha samma vädringstillägg.