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.

In June 2006 the Swedish government decided that the use of energy in buildings should be reduced by 20 percent until 2020, compared to the level of energy used in 1995. To contribute to this goal, the real estate company “Eskilstuna Kommunfastigheter AB”, set up own goals for their buildings. In 2009, the goal for schools was to have a maximum energy use of 118 kWh/m2year for heating and hot water. The school “Hållsta skola”, just south of Eskilstuna, exceeds the limit since it used 270 kWh in 2008. The school is heated by oil burners, which is not desirable since oil is a fossil fuel. The aim of this study was to identify cost effective measures for decreased energy use for heating and hot water in the school, and to find alternatives to the oil burners. The school was built between 1963 and 1975 and consists of two buildings. The insulation in the roof, walls, windows and floor is poor and the ventilation is mainly performed without heat recovery. Measures including insulation of the roof, new windows, heat recovery in the ventilation system and more effective water taps were studied with Life Cycle Cost analysis (LCC) and Pay-off analysis. The energy use with and without the new performance was calculated with the building simulation program VIP+. If all of the economically favorable measures are carried out the total energy use would decrease to 167 kWh/m2year. One of the alternatives to oil burners that were suggested is heat pumps. The two types of heat pumps studied, ground source or air source, were both found to be profitable, although the ground source heat pump would be slightly more profitable. In the calculations it was considered that an electric boiler would back up the heat pumps during cold days. With heat pumps, the energy bought for heating and hot water would be about 55 kWh/m2year, which is well below the goal of maximum 118 kWh/m2year.

Energianvändningen i världen växer för varje år, vilket i sin tur bidrar med ökade mängder utsläpp av växthusgaser till atmosfären. På grund av den ökade energianvändningen blir intresset för energisnåla byggnader allt högre med tiden. I detta projekt har en nordligt placerad fastighet med en Atemp på 716 m2 i Gnarp simulerats med hjälp av IDA Indoor Climate and Energy (IDA ICE) samt WINSUN. Fastigheten har två våningar med åtta lägenheter totalt och är uppvärmd med bergvärme då fjärrvärmenätet ligger för långt ifrån området. Tanken med byggnaden är att den ska uppnå kriterierna för ett plusenergihus, vilket innebär att fastigheten ska generera mer energi än vad den gör av med via en solcellsanläggning som monteras på taket. Enligt de teoretiska resultat som simuleringen visar så kan fastigheten klassas som ett plusenergihus, då solcellsanläggningen på taket producerar mer energi än vad som används årligen. Det innebär att möjligheterna för byggnation av ett plusenergihus i nordligare områden i Sverige finns, där temperaturer varierar kraftigt under årets gång och kan gå lägre än -30°C under vintertid. Den årliga elproduktionen ligger över 26 700 kWh/år och elanvändningen hamnar på 16 400 kWh/år, där tappvarmvattnet står för den största delen använt el. Det innebär att den genererar ungefär 10 300 kWh/år i överskott relativt till inköpt el-energi. Huset är välisolerat och har smart placerade glasytor för värmeinsläpp. Det inkluderar en effektiv värmepump, ett FTX-System för värmeåtervinning via ventilationssystemet samt ett solcellssystem på taket som i sin tur bidrar till möjligheten för en energiproducering som är högre än energianvändningen, därav en plusenergihus-klassning. Under energianvändningsprocessen så har den årliga uppvärmningen, tappvarmvattnet samt fastighetselen tagits till godo i beräkningarna för bedömning av byggnadens energiprestanda. Eftersom solcellerna producerar mer energi under sommaren, vilket medföljer att överskott på elproduktionen uppstår under vissa perioder av året, så innebär det att el kan säljas via elnätet till en elhandlare. / The interest in low-energy-houses has risen in recent years as the energy usage around the globe is constantly increasing, resulting in ever-increasing amounts of greenhouse gases in the atmosphere. In this project, the energy consumption of a building in a northern area of Sweden, Gnarp, with an Atemp of 716m2 was simulated using IDA indoor Climate and Energy (IDA ICE) and WINSUN. The building has two floors and is comprised of eight apartments. It is heated using geothermal heating since it is not located close enough to a district heating area. The goal of the simulation was to determine if this building is an energy-plus-house, whereby a PV-system mounted on the rooftop allows for the energy production-value of the building to be higher than the energy-usage. The theoretical results of the simulation show that this building is indeed an energy-plus-house since the PV-system is generating more energy than the yearly usage of the building. This simulation shows that it is possible to build an energy-plus-house in northern areas of Sweden where temperatures are highly variable and can go below -30°C during winter season. It indicates a yearly electricity-production of over 26 700 kWh/year and a usage of approximately 16 400 kWh/year, where the domestic hot water accounts for the highest usage of electricity. This means that the building generates an electricity surplus of approximately 10 300 kWh/year. The building is well isolated and has well placed windows for heat generation via the sun. It includes an effective heat pump, an FTX-system, and solar panels on the roof which gives the opportunity for an energy-production that is larger than the energy-usage, which in turn gives the opportunity for an energy-plus-house classification. The heating, domestic hot water, and the building electricity were all considered when calculating the estimation of the energy-quality of the property. The PV-system generates more energy during the summer, which results in an overproduction of electricity at certain times of the year. The extra electricity produced can be sold to the electric utility.

When an energy simulation is performed for buildings it generates in lower energy consumption than what is later measured. This can often be a problem because of the building regulations which have requirements on the specific energy consumption. What distinguishes the newly built care and nursing accommodation Furugården, the building that the study deals with, is that it is differs from the normal case by having a lower measured energy consumption than what was originally planned. This study aims to find out which parts of the building's technical systems and residents' behavior that contributes to the low energy demand by means of the building energy simulation program BV2, a survey and monitored energy consumption. It can be concluded that the users' behavior has a great impact on the building's low energy consumption. Their behaviors were determined by surveys. It is mainly the low hot tap water usage that contributes to the low energy.

Energieffektiviseringar behövs för att klara klimatmålen. Syftet med detta arbete har därför varit att undersöka ventilationen i förskolebyggnaden Rymden i Eskilstuna kommun. Fokus i arbetet har legat på att göra en analys på energibesparingar där variabelt luftflöde, VAV-system och konstant luftflöde, CAV-system jämförs i tre olika scenarier. Metodiken för att lösa arbetets frågeställningar har varit genom informationsinsamling, beräkningsprogram, intervju samt platsbesök. Informationsinsamling har varit i form av vetenskapliga tidskrifter samt arbeten som behandlar det aktuella problemområdet. Olika programvaror har använts, dessa är MagiCAD, IDA ICE, Sektionsdata 4.21 samt Microsoft Excel. För ökad förståelse för den aktuella byggnaden har platsbesök gjorts på förskolebyggnaden samt en intervju med den projektöransvarige för ventilationen i förskolan. Resultatet visar att den mest energieffektiva systemlösningen är en roterande värmeväxlare med VAV-styrning i kombination med en korsströmsvärmeväxlare för köksavdelningen. VAV-styrning med en sådan systemlösning har en total årlig energianvändning på 20 684 kWh, medan CAV-systemet med samma systemlösning använder 30 900 kWh. Ekonomisk analys visar däremot att CAV-systemet med samma systemlösning är mest lönsam. Den totala livscykelkostnaden, LCC ligger på 2 386 857 kr för CAV-systemet vid en kalkyltid på 30 år, i jämförelse med 2 420 117 kr för VAV-systemet. För att VAV-systemet skall vara lönsam, visar känslighetsanalysen att kalkylräntan måste sjunka från 5 % till 2,56 % eller energiprisutvecklingen öka med 2,44 % årligen eller en sänkning av den årliga underhållskostnaden för VAV-styrning med 2 164 kr. Övrig känslighetsanalys visar att vid nederbörd då personer stannar inomhus är det fördel för VAV-systemet, då skillnaden i total LCC-kostnad sjunker med 1 758 kr. Vid 74 % av personnärvaro minskar LCC-skillnaden mellan systemen från 39 240 kr till 26 371 kr, alltså utgör detta även en fördel för VAV-systemet. Slutsatsen som dras för förskolebyggnaden Framtiden är att större energibesparingar kan göras med ett VAV-system, men ett CAV-system är bättre ur en ekonomisk synpunkt. Känslighetsanalysen visar dock att små förändringar behövs för att VAV-systemet skall bli ekonomiskt lönsamt. Andra faktorer som påverkar valet mellan VAV- och CAV-system är exempelvis en minskning av personnärvaron relativt till det dimensionerade. En sådan minskning utgör en fördel för VAV-systemet. Detta på grund av att med ett CAV-system överventileras byggnaden. Även högre specifik fläkteffekt har en stor betydelse i valet, då mer energiåtgång till fläktarna leder till större energibesparing för VAV-system. En högre temperaturverkningsgrad för luftbehandlingsaggregat medför däremot en fördel för CAV-system. / This thesis work has been done in collaboration with Sweco Systems in Eskilstuna, Sweden. The purpose with this work is to investigate the ventilation in a preschool in Eskilstuna. The focus of the work is to analyze the potential energy savings of using a variable air volume system instead of a constant air volume system. An analysis is also made to investigate the economical profitability of three different scenarios. The method used to solve the problem formulation has been through gathering information, in form of scientific journals in the current problem area. Information has also been gathered through an interview and a site visit. Various software has been used in this thesis work for calculations, such as MagiCAD, IDA ICE, Sektionsdata 4.21 and Microsoft Excel. The result shows that the most energy efficient solution is a rotary heat exchanger with variable air volume control in combination with a cross-flow heat exchanger for the kitchen section. However, the most profitable solution from an economical point of view is the same system, but with constant air volume control. Sensitivity analysis shows that for a profitable variable air volume system, either the interest rate has to be lowered from 5 % to 2,56 %, the energy price needs to increase by 2,44 % yearly. Or maintenance cost for the variable air volume system needs to be lowered by 2 164 kr. The conclusion of this thesis work is that energy savings can be done with a variable air volume system. However from an economical point of view, the constant air volume is better than variable air volume for the investigated preschool. The sensitivity analysis shows that small changes are needed to make a variable air volume system profitable. The choice between the systems are influenced by certain factors. A decrease of the attendance than the dimensioned are an advantage for variable air volume systems. This is due to the fact that a constant air volume system ventilates more than needed. A higher specific fan power number are also of great importance in the choice, as more energy consumption by the fans leads to greater energy savings for variable air volume systems.

Detta examensarbete utreder lönsamheten i en systemlösning för termiskt akviferenergilager tillsammans med ny VVS-teknisk lösning i fastigheterna kv Hästskon 9 och 12 vid en föreslagen framtida helrenovering. Dessutom utreds förutsättningar för miljöklassning i energi- och miljöcertifieringssystemet Miljöbyggnad avseende energianvändning, dagsljuskomfort, solvärmelast och termisk komfort för om- och tillbyggnadsförslaget med målsättning på nivå GULD. Genom att utnyttja akviferen under fastigheterna kvarteret Hästskon 9 och 12 idag kan man åstadkomma mycket låg energianvändning med en säsongsenergiverkningsgrad via kylmaskiner för värme- och kylaförsörjning på 5,6. En LCC-kalkyl visar att det finns en energikostnadsbesparing för fastighetsägaren Vasakronan omkring 3,65 MSEK per år jämfört med dagens situation om den beskrivna akviferlösningen används. Det ger en återbetalningstid om cirka 4,5 år på investeringen som måste göras. Energiklassning i Miljöbyggnadssystemet för befintliga fastigheter är troligtvis möjlig utan andra åtgärder än akviferlagersystemet, men då med BRONS eller möjligtvis SILVER nivå. Vid ett framtida om- och tillbyggnadsförslag får fastighetsägaren cirka 13 000 m² ytterligare uthyrbar lokalyta för handelslokaler och kontor. Trots detta kan energianvändningen minska ännu mer tack vare en säsongsenergiverkningsgrad via kylmaskiner för värme- och kylaförsörjning på 7,0 då SEB:s datakylanläggning kvarstår med värmeåtervinning på fastigheternas värmesystem, värme- och kylsystem byggs om för låg värmebärartemperatur och hög köldbärartemperatur, luftbehandlingssystem optimeras för låg fläktelenergi och hög värmeåtervinningsgrad, glaslösningar väljs med hänsyn till begränsad solinstrålning och byggnadens klimatskärm tilläggsisoleras i viss omfattning. Energikostnadsbesparingen ökar då ytterligare framåt 4,8 MSEK per år jämfört med dagens situation. Även om SEB:s datakylanläggning faller bort vid en ombyggnad finns ändå möjligheten att självständigt försörja fastigheten med egenproducerad värme via ytterligare en värmepump, vilket avlägsnar beroendet av SEB IT:s datahall för värmeproduktion och ändå ger en energikostnadsbesparing på 4,25 MSEK per år jämfört med dagens situation. Vid en sådan lösning blir den specifika energianvändningen enligt BBR 2012:s definition endast cirka 30 kWh/m² Atemp, år. Denna siffra är mycket lägre än nybyggnadskraven i BBR 2012 och i klass med nyproducerade byggnader med borrhålsenergilager. Utifrån analysen av Miljöbyggnadssystemets indikatorer för energianvändning, solvärmelast, dagsljuskomfort och termisk komfort bedöms det möjligt att klassa kvarteret Hästskon 12 och 9 vid om- och tillbyggnad i klass GULD med vissa förändringar av om- och tillbyggnadsförslaget. För att uppnå klass GULD med hänsyn till dagsljuskomfort och solvärmelast krävs särskild anpassning av glasning på S-huset, M-husets fasad mot Malmskillnadsgatan, samt en stor ljusgård i H-huset för att släppa in tillräckligt mycket dagsljus samtidigt som man åstadkommer effektiv solavskärmning. / This thesis investigates the viability of a system solution for aquifer thermal energy storage along with new HVAC technical solutions in real estates Hästskon 9 and 12 at a proposed future renovation. It also explores opportunities for certification in the Swedish energy and environmental certification system Miljöbyggnad (Environmental Building) regarding energy consumption, daylight comfort, solar heat load and thermal comfort for the renovation and extension proposal of Hästskon 12 with the goal of the GOLD level. By exploiting the aquifer in the properties Hästskon 9 and 12 today, very low energy consumption is achievable with seasonal energy efficiency via chillers for heating and cooling supply of 5.6. The LCC analysis shows that there are energy cost savings for property owner Vasakronan of about 3.65 million SEK per year compared to the current situation, if the described aquifer thermal energy storage solution is used. This gives a payback time of approximately 4.5 years in the investment to be made. Certification in the Miljöbyggnad system for existing buildings is probably possible with the aquifer thermal energy storage, but with BRONZE or possibly SILVER level. In the future refurbishment and extension proposal, the property owner adds about 13 000 m² of additional rentable commercial premises and offices. Nevertheless, the energy use of the properties decreases further owing to a seasonal energy efficiency via chillers for heating and cooling supply of 7.0 when the data centre refrigeration equipment for tenant SEB persists with heat recovery on the properties' heating systems, heating and cooling systems are adapted for low heat carrier temperature and high brine water temperature, ventilation systems are designed for low fan electricity demand and high heat recovery rate, glass solutions chosen are based on limited solar radiation and the building envelope is additionally insulated to some extent. Energy cost savings are furthered to 4.8 million SEK per year compared to the current situation. Even if the data centre refrigeration equipment for tenant SEB is closed down in a future refurbishment scenario, there is possibility to independently supply the property with its own heat produced by an additional heat pump, which removes the dependence of tenant SEB's data centre for heat supply and yet provides an energy saving of 4.25 million SEK per year compared the current situation. Such a solution will result in specific energy with the BBR 2012 (Swedish building regulations) definition of only about 30 kWh / m² Atemp, year. This figure is much lower than new construction requirements of BBR 2012 and on par with virgin buildings with borehole energy storage system. Based on the analysis of the Miljöbyggnad system indicators for energy, solar thermal load, daylight comfort and thermal comfort it is possible to certify Hästskon 12 and 9 in a future refurbishment and extension at GOLD level with some changes in the refurbishment proposal. In order to achieve GOLD level with respect to daylight comfort and solar heat load, special adaptation of the glazing on the S building, M building's facade facing Malmskillnadsgatan, and a large atrium in the H-building is required to let in enough natural light while still providing effective solar shading.

Climate change will affect many human activities and sectors. Among those, the built environment will face several challenges with respect to the varying climate conditions. The present study investigated the global warming impacts on energy demand and indoor climate comfort for an office building in Stockholm. Considering a service life of 50 years, the future climate conditions were investigated for the only air temperature increase in 2070, in accordance with the medium forecasted greenhouse gas emissions scenario provided by the International Panel on Climate Change (IPCC). Another climate morphing approach was adopted to develop the climate file for the year 2080 considering the variation of all the weather parameters. Three different passive cooling solutions, such as external roller shade, electrochromic glazing, and internally ventilated shading, have been implemented in the case study building to decrease the cooling demand. The characteristics of the strategies were preliminarily assessed and then implemented into the building energy simulation software IDA-ICE to evaluate the energy performances with respect to the different climates. The results indicated that an increment of the cooling demand and a reduction of the heating usage will be experienced in the future. The different morphing approaches displayed the inherent uncertainties when future evaluations are performed, although similar weather patterns were found. The improvement of the solar and optical properties, such as the introduction of the exhaust air extraction and the electrochromic technology, implied a lower cooling and ventilation usage. The EC technology reported the lowest cooling demand, while the internally ventilated shading option outperformed the others in terms of annual energy consumption. / Klimatförändringar kommer att påverka många mänskliga aktiviteter och sektorer. Bland dem kommer den byggda miljön att möta flera utmaningar med avseende på de olika klimatförhållandena. Denna studie undersökte effekterna av den globala uppvärmningen på energibehovet och inomhusklimatkomforten för en kontorsbyggnad i Stockholm. Med hänsyn till en livslängd på 50 år undersöktes de framtida klimatförhållandena för ökningen av lufttemperaturen utomhus till 2070, i enlighet med det medelprognoserade växthusgasutsläppsscenariot som tillhandahålls av International Panel on Climate Change (IPCC). En annan klimatförändringsmetod antogs för att utveckla klimatfilen för år 2080 med tanke på variationen i alla väderparametrar. Tre olika passiva kyllösningar, såsom utvändigt solskydd (vertikalmarkis med screenväv), elektrokromt glas och invändigt ventilerat solskydd, har implementerats i fallstudiebyggnaden för att minska kylbehovet. Karaktären av strategierna utvärderades preliminärt och implementerades sedan i programvaran för byggenergisimulering IDA-ICE för att utvärdera energiprestanda med avseende på de olika klimaten. Resultaten indikerade att en ökning av kylbehovet och en minskning av värmeanvändningen kommer att ske i framtiden. De olika klimatförändringsmetoderna visade de inneboende/medföljande osäkerheterna när framtida utvärderingar utförs, även om liknande vädermönster hittades. De passiva kyllösningarnas reducering av total solenergitransmission, såsom införandet av frånluftsutsug och den elektrokroma tekniken, innebar en lägre kyl- och ventilationsanvändning. EC-tekniken rapporterade det lägsta kylbehovet, medan det invändiga ventilerade solskyddet överträffade de andra när det gäller årlig energiförbrukning.

EU har ställt höga krav på energianvändning i byggnader genom ett nytt direktiv där respektive medlemsland har fått i uppdrag att ta fram gränsvärden för energianvändning i just sitt land. I Sverige har Boverket fått detta ansvar. I och med det skärpta krav som har föreslagits finns en orolighet i byggbranschen att det kommer att bli svårt att uppfylla det. Tillverkare av småhushar ofta en standardiserad konstruktion som de nu kan behöva ändra på. Syftet med detta examensarbete blev därför att undersöka om en småhustillverkare behöver förändra sin standardkonstruktion, och i så fall vilka förändringar som kan göras, för att uppnå det nya kravet för energianvändning. Genom att studera nuvarande energikrav och Boverkets förslag på nytt krav samt teorier inom byggnadskonstruktion har den teoretiska grunden för examensarbetet lagts. En litteraturstudie har dessutom gjorts över tidigare studier inom området, där framför allt förbättringsåtgärder för att få energisnålare hus har varit till stor hjälp för detta arbete. Studien av en småhustillverkare har genomförts genom att energianvändningen av ett småhus i standardutförande har tagits fram i simuleringsprogrammet IDA ICE. Studerat hus är en trävilla med bergvärme och FTX-ventilation beläget i klimatzon 1. Efter simuleringen har åtta förbättringar i husets konstruktion gjorts med nya simuleringar för att identifiera vilka av dessa förbättringar som är lämpliga att utföra. De mest lämpade förbättringarna har slutligen kombinerats ihop för att uppnå det nya energikravet. Studien visar att nuvarande konstruktion inte uppfyller kommande krav. Utifrån de avgränsningar som har gjorts rekommenderas att följande tre åtgärder vidtas; installation av en värmepump med COP 4 istället för 3, fönster och dörrar med U-värde 0,8 W/(m2*K) istället för 1,2 W/(m2*K) samt ytterväggar med U-värde 0,1 W/(m2*K) istället för 0,137 W/(m2*K). Dessa rekommendationer utgår från att det föreslagna kravet även gäller för klimatzon 1. / The EU has demanded lower energy consumption in buildings through a new directive where each member state has been assigned the task of developing new energy consumption targets for their respective country. In Sweden, Boverket has been assigned this responsibility. There is a concern in the Swedish construction industry that it will be difficult to meet these new requirements. Manufacturers of small houses usually have a standardized design that they now may need to adjust. The purpose of this thesis was therefore to investigate whether a single-family house manufacturer needs to change its standard construction, and if so, what changes could be made to achieve the new requirements for energy usage. By studying current energy requirements and Boverket's proposal for future requirements as well as theories in architectural engineering, the theoretical basis for the thesis has been laid out. A literature study has also been performed of previous studies in the field. Particularly studies of home improvements to get energy-efficient houses have been of great help for this work. A single-family house has been constructed and simulated in the IDA ICE simulation program. The house was made out of wood with a ground source heat pump and FTX ventilation located in climate zone 1. Eight improvements in the house design have been studied with new simulations to identify which of these improvements are appropriate to implement. The most suitable improvements have finally been combined to meet the new energy requirements. The study shows that the current house construction design does not meet future requirements. Based on the delimitations that have been made for this thesis, it is recommended that the following three measures are to be taken; A heat pump with a COP of 4 instead of 3, windows and doors with a U-value of 0.8 W/(m2*K) instead of 1,2 W/(m2*K) and outer walls with a U-value of 0.1 W/(m2*K) instead of 0,137 W/(m2*K). These recommendations are based on the assumption that the proposed new requirements are also applicable for climate zone 1.

Detta projekt har som syfte att analysera en kommande renovering av en kontorsbyggnad i Boden under Fortifikationsverkets ägo. Projektet använder sig av programvarorna IDA Indoor Climate and Energy och Revit för att simulera byggnaden som den kommer att se ut efter att renoveringen är utförd. På detta sätt kan Fortifikationsverket utvärdera den utförda renoveringen med referensvärden tillhandahållna av detta projekt. Projektet introducerar läsaren till Revit samt simuleringsprogrammet IDA ICE och visar hur energianvändning kan simuleras för byggnader man önskar renovera. Ritningar, en energibesiktning av huset och uppmätta värden för tidigare år utgör underlaget för simuleringen och där värden inte finns tillgängliga görs antaganden. Den stundande renoveringen består av ett nytt ventilationssystem och strikta riktlinjer satta av Fortifikationsverket följs då renovering utförs. Renoveringen kommer att beröra tätning av byggnaden, sänkning av rumstemperaturer, effektivisering av belysning samt installation av effektivare fläktar, kylaggregat och värmeväxlare. Projektet finner att den stundande renoveringen sänker byggnadens årliga energianvändning med ca 31 %, uppvärmning och elförbrukning ingår i denna energianvändning och sänks med ca 29 % respektive 33 %. Byggnadens årliga uppvärmning och elförbrukning efter renovering fås till 409 009 kWh respektive 446 905 kWh. Av renoveringens olika åtgärder finner projektet att värmeåtervinning i ventilationssystemet hade överlägset störst verkan på uppvärmningen. Angående elförbrukningen hade effektivare belysning och effektivare fläktar störst verkan. / The purpose of this project is to analyze an upcoming renovation of an office building in Boden, owned by Fortifikationsverket. The project makes use of the software IDA Indoor Climate and Energy and Revit to simulate the building as it will function after completed renovation. This way Fortifikationsverket has a reference value to use when evaluating the actual performance of the building. The project introduces the reader to Revit as well as to the simulation program IDA ICE and shows how energy consumption may be simulated when one wishes to renovate a building. Drawings, an energy report and measured energy consumption act as the basis for the simulation and where values are not available assumptions are made. The upcoming renovation consists of a new HVAC system and rules set forth by Fortifikationsverket which are to be followed when a building under their regime is renovated. These rules consists of reducing air leakage, lowering room temperature and installing more effective lightning, fans, heat exchangers and air cooling. The project finds that the upcoming renovation lowers the yearly energy consumption of the building by approximately 31 %, heating and electricity are included in this energy consumption and are lowered by approximately 29 % and 33 % respectively. The yearly use of heating and electricity is found to be 409 009 kWh and 446 905 kWh respectively. Of the various measures taken by the renovation the heat recovery is found to be the most effective. The electricity consumption was lowered most by more effective lightning and fans.

Äldre flerbostadshus står för en stor del av Sveriges totala energianvändning som behöver sänkas föratt minska klimatpåverkan och klara regeringsmålet om effektivare energianvändning. Examensarbetets syfte är därför att bidra till en ökad kunskap om energieffektivisering genom åtgärder i äldre byggnaders klimatskärm, och om hur åtgärder kan värderas genom energisimulering och livscykelkostnadsanalys. Målet är att identifiera vilka åtgärder som är ekonomiskt och arkitektoniskt lämpliga för äldre flerbostadshus med intresse av att bevara deras karaktär. Det är även att bedöma vilken energibesparing och livscykelkostnad de utvalda åtgärderna genererar. Ett flerbostadshus i centrala Luleå valdes ut som referensbyggnad. Byggnaden är genom sin konstruktion och design representativ för tidseran. Intressanta åtgärder samt åtgärdspaket i dess klimatskal valdes ut. Sedan utfördes en bred litteraturgenomgång om bostadsbyggandet i Sverige 1945–1964, byggnadens energianvändning, energieffektivisering av klimatskalet, de utvalda åtgärderna samt metoderna energisimulering och livscykelkostnadsanalys. Referensbyggnaden dokumenterades och en energisimuleringsmodell byggdes i programvaran IDA ICE. Den nuvarande utformningen av byggnaden simulerades och kalibrerades mot senast uppmätt normalårskorrigerad energianvändning. Sedan utfördes simuleringar för de utvalda åtgärderna och åtgärdspaketen vilka bestämts till tilläggsisolering av vindsbjälklag, byte av fönster till lågenergifönster och tätning av otätheter runt dessa, en kombination av båda tidigare åtgärder (åtgärdspaket 1), tilläggsisolering av fasad och fönsterbyte, samt en kombination av alla tre åtgärder (åtgärdspaket 2). Livscykelkostnaderna för nuläget och för implementering av de olika åtgärderna beräknades genom nuvärdeskostnadsmetoden. Även återbetalningstider beräknades genom simple-payback-metoden. Byggnadens nuvarande utformning gav efter kalibrering en simulerad energianvändning på 136,2 kWh/(m2Atemp,år); 2,9 % över det senast uppmätta normalårskorrigerade värdet. Nuvärdeskostnaden för att inte utföra någon åtgärd beräknades till ca 2 727 tkr. Åtgärderna genererade energibesparingar på 3,5–14,6 %, nuvärdeskostnader på 2 685-5 880 tkr och återbetalningstider på 7-105 år. För varje adderad åtgärd i klimatskalet ökade energibesparingen. Tilläggsisolering av vindsbjälklag visade sig vara den enda lönsamma åtgärden, då den har en nuvärdeskostnad som är lägre än att inte utföra någon åtgärd. En känslighetsanalys utfördes för kostnadsberäkningarna där diskonteringsräntan höjdes och sänktes med 2 % och energipriset höjdes med 10 %. Tilläggsisoleringav vindsbjälklag kvarstod dock som den enda lönsamma åtgärden. Åtgärderna hade kunnat generera högre procentuell energibesparing för en annan liknande byggnad. Referensbyggnaden innehåller ett stort renoverat kontor vilket ger en lägre nuvarande energianvändning och lägre procentuell energibesparing för åtgärder än om endast den äldre bostadsdelen studerats. Då Luleå har Sveriges lägsta energipris är åtgärder med hög investeringskostnad ekonomiskt svårmotiverade. Detta beror på att kostnadsbesparingarna genom minskad energianvändning blir små i förhållande till åtgärdernas investeringskostnader. Tilläggsisolering av fasad kan inte rekommenderas då åtgärden både är mycket olönsam och förändrar byggnadens uttryck väsentligt. Slutsatsen är att tilläggsisolering av vindsbjälklag är den lämpligaste åtgärden för äldre flerbostadshus, av de undersökta åtgärderna för energieffektivisering i klimatskalet. Den är arkitektoniskt lämplig med hänsyn till bevarandet av byggnaden då den inte förändrar byggnadens utseende. Den är även ekonomiskt lämplig då den har en livscykelkostnad som är lägre änalternativet att inte utföra någon åtgärd. För fortsatta studier föreslås bl.a. att undersöka hur åtgärder kan göras mer attraktiva för fastighetsägare, att kartlägga fastigheter från tidseran (skick, energianvändning, resultat av åtgärder, möjligheter) samt att utvärdera potentialen av ny teknik. / Old multifamily houses stand for a large part of Sweden’s total energy usage, which must decrease to minimize our environmental impact and to accomplish the government goal of more efficient energy usage. The aim of this master thesis is therefore to contribute to an increased knowledge on energy optimization through building envelope improvements in older buildings, and how energy efficiency measures can be evaluated through building energy simulation and life cycle cost analysis. The goal is to identify which measures that are economically and architecturally appropriate for old multifamily houses with interest in retaining their character. It is also to evaluate which energy saving and life cycle cost the selected measures generate. A multifamily house in central Luleå was selected as reference building. The building is by its construction and design representative for the era. Interesting energy efficiency measures in the building envelope were chosen. Then a wide literature study was carried out on house building in Sweden 1945-1964, building energy usage, energy efficiency through building envelope measures, the selected measures and the methods building energy simulation and life cycle cost analysis. The reference building was documented and an energy simulation model was built in the software IDA ICE. A present version of the building was simulated and calibrated to better match the latest normalised annual value. After that, simulations were performed for the selected measures; additional attic insulation, change to low energy windows and weather stripping these, a combination of both previous measures, additional facade insulation and change of windows, and a combination of all three measures. The life cycle costs of the present situation and for implementation of the different measures were calculated through the net present cost method. Also, payback times were calculated through the simple payback method. The building in its original state showed a post-calibration energy usage of 136,2 kWh/(m2Atemp,year); 2,9 % above the surveyed value. The net present cost for not performing any energy conservation measures was calculated to about 2 727 SEK. The measures generated energy savings of 3,5-14,6 %, net present costs of 2 685 -5 880 SEK and payback times of 7-105 years. For each added measure in the building envelope, the energy saving increased. Additional insulation of the attic turned out to be the only profitable measure, since its net present cost is lower than for not performing any energy conservation measure. A sensitivity analysis was performed for the cost analyses where the discount rate was raised and lowered by 2 % and the energy price raised by 10 %. However, the additional attic insulation remained as the only profitable measure. The energy conservation measures could have generated greater energy savings for a similar building. The reference building contains a large retrofitted office which lowers the present energy usage and the percental energy savings for measures compared to if only the dwelling part had been studied. Since Luleå has Sweden’s lowest energy prices, measures with high investment costs become difficult to give grounds for. This is because the cost savings achieved by their energy savings are low compared to their investment costs. Additional facade insulation cannot be recommended since it both is very unprofitable and highly changes the appearance of the building. The conclusion is that additional attic insulation is the most appropriate energy conservation measure for old multifamily houses, of selected measures in the building envelope. It can be regarded as architecturally appropriate since it does not change the building appearance. It is also economically appropriate since its life cycle cost is lower than for not performing any measure. Suggested future research includes analyzing how energy efficiency measures can be made more attractive for real estate owners, charting real estate from the era (condition, energy usage, results from measures, opportunities) and evaluating the potential of new technology within the field.