Buildings energy consumption is rising continuously with massive urbanization progress, which then results in high greenhouse gas emission. A standing example is the urbanization process going on in the south-west part of China. Much has been discussed for improving building energy performance. However, to take another point of view, renewable energy source for buildings is a solution worth considering, for instance STES, which gains thermal energy from the sun, delivers it to buildings for space heating and hot tap water, also restores the solar energy in hot seasons in the storage system for the need of cold season.The aim of this paper is to couple the technology of STES with practical situation, explore the possibility of applying STES in south-west of China. This thesis work takes an estimation approach to weigh the possibility. The building project studied in this thesis is a campus project in the city of Guiyang, one of four major cities in the region of south-west China.Case study involves existing STES projects in Munich Germany and Anneberg Sweden, the performance evaluation of the Anneberg project is later to serve as an example in system gain & losses proportion, to guide the estimation work of the campus project.The estimation conclusion is drawn based on a cross-sectional analysis method, take the technology of STES, the practiced STES project and building projects in China as three loops visually, and observe how much they overlap each other. Behind the visual illustration, the overlapping is assessed with several factors, for instance possibility of storage system at location, possible STES performance and solar irradiation condition at site location etc. If most of these factors are checked to be “Ok” or “Good”, then the overlapping area is considered “large” enough, and therefore suggests a decent chance to implement STES system in the south-west China.A solar gain and sunlight simulation from a new police station energy consumption report assists in calculating the possible solar gain for the campus project, as the very close distance between these two sites (30 km) promises them the very similar solar irradiation condition. While the energy consumption of the studied campus project offers the energy demand for space heating and hot tap water in the need of 19,000 students, which is to be evaluated as the task of the STES system in the estimation work. Both building project reports are filed by GARDI (Architecture design research institution of Guizhou).Some key factors have been calculated and estimated, the heat demand of the studied campus project in Guiyang is 5,558 MWh/year, and the possible solar gain of this campus complexity is 4,900 MWh/year based on the gain & losses proportion of the Anneberg project evaluation. Due to the very different climate condition of Guiyang and Anneberg, as well as other uncertain factors such as effective roof area, solar collector efficiency, a sensitivity analysis evaluated the result with different parameters in changes of percentage. Final results in the changes of effective roof area at 80% and 85 %, borehole losses at 50% and 45%, available solar gain at 38%, STES system is shown to be capable of providing sufficient heat to buildings. If the heating demand and hot tap water, in the case of the campus project alone are all covered by STES system, there will be a reduction in CO2 emission of 5,368 tons/year.Cross-sectional analysis concludes four out of eight factors checked as “Good” and two as “Ok”, other two as “Unsure”. Other three cities (Chengdu, Kunming, and Chongqing) are brought to comparison later regarding climate condition. Besides Guiyang, two out of three are evaluated to have potential of STES implementation according to their sun hours, annual average temperature etc. STES system is estimated to be possible for implementation in south-west of China as the conclusion.

This thesis considers the composition of the daily heat load in six Swedish district heating systems supplying heat for space heating and hot water supply. The analysis was performed by bringing together a heat load model and series of daily heat load observations covering periods ranging from five to eleven years. The influences of transient heat transmission, solar gain, and wind infiltration are found to be significant but small. It is shown that a natural self control of water radiators affects the magnitude of these influences when the control systems are incomplete. The annual fraction of each heat load component, the composition of the heat load duration graph, and the long term changes in heat consumption are presented. Furthermore, the heat load composition estimated facilitates future heat load simulations in order to quantify the outcome of various energy conservation measures with respect to reductions in design heat load and annual heat demand.

The office building Vråken located in Västerås, Sweden, is soon to be renovated and improved solar shading is considered. In this project, five types of solar shading (zip screens, awnings, window film, built-in venetian blinds and roller blinds) were studied to find out their impact on the building's solar gain, cooling load and thermal comfort. The results were analysed to propose sufficient solar shading. In the early stages of the project a questionnaire was distributed to workers in Vråken with the purpose of finding out their opinions about the thermal comfort in the building. A model of 24 selected rooms in the building was also created in IDA ICE to simulate the five different types of solar shading and compare them to a scenario without any solar shading. The questionnaire was used to calculate PPD, showing that 39,3% of the workers were dissatisfied with the thermal comfort during the summer. The simulations in IDA ICE revealed that, overall, zip screens produced the best results. This was followed by awnings, built-in venetian blinds, window film and roller blinds in that order. Awnings resulted in the smallest solar gain, 62% smaller than without solar shading, while roller blinds resulted in the biggest solar gain, 31% smaller than without solar shading. The cooling load was reduced the most with zip screens (-43%) and the least with roller blinds (-14%) compared to the scenario without solar shading. Operative temperatures were also simulated. Once again zip screens produced the best results and roller blinds the worst. By analysing the results from the questionnaire and the simulations, different solar shading applications were proposed for different parts of the building. For the façade facing south, zip screens combined with a new window film was suggested. For the façade facing north the recommendation was built-in venetian blinds, and facing east and west, zip screens combined with either roller blinds or built-in venetian blinds was suggested. / Energieffektivisering av byggnader är ett tidsenligt och angeläget område. Solen utgör här en viktig roll som naturlig energikälla genom instrålning i byggnader. Under eldningssäsongen är detta välkommet, men under sommaren kan inverkan vara kontraproduktiv med övertemperaturer och ökade kylbehov som resultat. I ett försök att minimera de oönskade konsekvenserna sommartid har i detta arbete fem solavskärmningar (markis, zip screen, persienner, rullgardin och solfilm) undersökts för kontorshuset Vråken i Västerås. Fokusområdet omfattar parametrarna solvärmelast, kyleffektbehov och termisk komfort och har legat till grund för förslag på tillämpning av förbättrad solavskärmning för byggnaden. Arbetet inleddes med en enkätundersökning som delades ut till arbetare i Vråken. Denna syftade till att undersöka den aktuella upplevelsen av inomhusklimatet relaterat till solstrålning och solavskärmning i byggnaden. Huvudmetoden i arbetet var annars modellering och simulering av byggnaden i IDA ICE. 24 utvalda kontorsrum i Vråken byggdes upp med programvaran och utrustades med de beaktade solavskärmningarna i olika fall. Fallen simulerades därpå för att erhålla resultat för de studerade parametrarna. Enkätundersökningen användes för beräkningar av verkligt PPD, ett mått på missnöje beträffande inomhusklimatet. Resultatet visade att 39,3% av arbetarna var missnöjda sommartid. Enkätsvaren indikerade problem med övertemperaturer och värme från solstrålningen, i synnerhet i byggnadens söderläge. Simuleringsresultaten visade att solavskärmning i hög grad minskar såväl solvärmelasten och kyleffektbehovet som den operativa temperaturen i Vråken. Av de beaktade solavskärmningarna var solvärmelasten för byggnaden lägst med markiser (62% lägre än utan solavskärmning) och högst med rullgardiner (- 31%). Solvärmelasten jämfördes mot Miljöbyggnads betygssystem Brons, Silver och Guld. Kyleffekten minskade mest med zip screens (-43%) och minst med rullgardiner (-14%) i jämförelse med fallet utan solavskärmning. För den operativa temperaturen undersöktes både den maximala operativa temperaturen under året och antalet timmar då den överstiger 24°C. Återigen visades på bäst resultat för zip screens och sämst för rullgardiner. Överlag presterade zip screens bäst, följt av markiser, persienner, solfilm och rullgardiner i den ordningen. Vissa variationer fanns mellan byggnadens olika delar (syd-, öst-, väst- och norrläge). Utifrån arbetets simuleringsresultat och enkätundersökning gavs förslag på ny tillämpning av solavskärmning för Vråken. För sydsidan föreslogs zip screens och ny solfilm. På norrsidan var behovet av solavskärmning inte lika stort, men persienner är här en bra lösning. Öst-och västsidan skulle precis som sydsidan nå fördelar genom utvändig solavskärmning. Även här föreslogs zip screens och antingen rullgardiner eller persienner. Alternativa ekonomialternativ presenterades också där det var relevant.

När byggnader projekteras används klimatfiler från 1981-2010 för att dimensionera konstruktionen och energisystemet. Detta leder till att byggnader dimensioneras för ett klimat som varit och inte ett framtida klimat. SMHI har tagit fram olika klimatscenarier för framtiden som beskriver möjliga utvecklingar klimatet kan ta beroende på fortsatt utsläpp av växthusgaser. Dessa scenarier kallas för RCP (Representative Concentration Pathways). I denna studie används två olika klimatscenarier, RCP4,5 och RCP8,5. Siffran i namnet står för den strålningsdriving som förväntas uppnås år 2100. I RCP4,5 kommer medelårstemperaturen öka med 3 °C fram till år 2100 jämfört med referensperioden 1961-1990.  För samma tidsperiod sker en ökning på 5 °C enligt RCP8,5.  Ett flerbostadshus certifierad enligt Miljöbyggnad 2.2 nivå silver placerat i Vallentuna i Stockholms län används i denna studie som referensbyggnad. Byggnaden simuleras i programmet IDA ICE där den utsätts för RCP4,5 och RCP8,5. Resultatet visar att byggnaden inte skulle klara av kraven för Miljöbyggnad 2.2 gällande termiskt klimat sommar i något av de två klimatscenarierna. De operativa temperaturerna blir för höga i byggnaden utan att tillsätta komfortkyla.  Byggnaden ändras för att se vilka faktorer som kan förbättra resultatet gällande det termiska klimatet. Resultatet visar att värmelagringsförmåga hos byggmaterial och solavskärmning har störst påverkan på det termiska klimatet.  I studien gjordes flertal olika kombinationer av byggnadsutformningar. Enbart kombinationen av en tung stomme av betong tillsammans med fönster med lägre g-värde klarar kraven för Miljöbyggnad 2.2 i RCP4,5 och RCP8,5 utan komfortkyla. Kombinationen får lägst energianvändning i RCP8,5 av de olika kombinationerna som testats i studien.  En kombination av tung stomme av KL-trä med lågt U-värde, fönster med lägre g-värde och komfortkyla får lägst energianvändning i grundklimatet och RCP4,5 av de olika kombinationerna som testats i studien trots användningen av komfortkyla.  Frågan om vilket alternativ som är bäst ur ett hållbarhetsperspektiv är svårt att svara på. Det finns många aspekter som behöver tas i hänsyn till som byggnadens totala klimatavtryck både i tillverkning och användning. Oavsett val av konstruktion är det viktigt att projektera för att komfortkyla och solavskärmning skall kunna appliceras när ett varmare klimat råder. / When buildings are designed climate files from 1981 to 2010 are used to construct the building and its energy system. This leads to building being designed to a climate that has been and not to a future warmer climate that will come. SMHI has developed different climate scenarios for the future that describe different paths the climate can take depending on continued emissions of greenhouse gas. This climate scenarios are called RCP (Representative Concentration Pathways) In this study two of the climate scenarios, RCP4,5 and RCP8,5 are used. The number in the name stands for the radiation forcing that is expected in the year 2100.  In RCP4,5 the mean average air temperature will increase with 3 °C until year 2100 compared to the reference period 1961-1990. In the same time period RCP8,5 will increase with 5 °C.  An apartment building certified according to Miljöbyggnad 2.2 level silver placed in Vallentuna, Stockholms län is used as a reference building. The building is simulated through the simulation software program IDA ICE where it´s exposed to RCP4,5 and RCP8,5. The results demonstrate that the reference building would not meet Miljöbyggnad 2.2 requirement in the indicator about thermal comfort during summer. The operative temperature in the building is too high unless comfort cooling is used.  The design of the building changes to see what factors can improve the results regarding the thermal comfort. The results demonstrate that thermal conductivity and solar shading has the greatest impact on thermal comfort.  In this study several combinations of different building designs were made. Only the combination of a concrete frame with windows with low g-value met the requirement of Miljöbyggnad 2.2 regarding the thermal comfort during summer without using comfort cooling in RCP4,5 and RCP8,5. The combination had the lowest energy demand in RCP8,5 of all the combinations tested in the study.  A combination of cross laminated wood frame with low U-value, windows with low g-value and comfort cooling had the lowest energy demand in the original climate file and RCP4,5 despite the use of comfort cooling.  The questing about which building construction is the best from a sustainable perspective is difficult to answer. To answer that question the building´s total climate footprint in both production and use must be calculated. Regardless of the choice of building construction it is important to have in mind when designing a building that comfort cooling and solar shading should be easily applied when a warmer climate will prevail.