The building sector contributes substantial energy consumption and greenhouse gas (GHG) emissions. Energy efficiency is the main driver for the mitigation of climate change. Schools are placed with high energy consumption and GHG emitting. Most of the existing schools in Europe and Sweden need to be renovated by considering the environmental impacts and energy consumption. Most of the traditional retrofitting techniques have not been evaluated for environmental impacts as well as energy-saving. The project aims to conduct an environmental impact assessment for energy retrofitting options for the school building. Energy simulation and life cycle assessment (LCA) techniques are employed to achieve this target. IDA-ICE and SimaPro programs are used to simulate the retrofitting methods. Celsius high school in Uppsala is selected as a model to study LCA for retrofitting solutions. The retrofitting techniques are focused on three aspects, the demand-side aspect to reduce energy demand in buildings (thermal insulation and ventilation system operation), the supply-side aspect that uses a renewable energy source (solar photovoltaic), and energy consumption patterns (ventilation and lighting time according to schedule of the school days). Firstly, an energy simulation was conducted by IDA-ICE for retrofitting solutions. Adding insulation materials (Cellulose & Glass wool) to the external walls and roof, changing the ventilation operation, from continuous to variable air volume, and installation of photovoltaic panels (PV), caused the energy to be reduced from 142 kWh/m2 to 97 kWh/ m2, with efficiency 32 percent. By the retrofitting methods, the district heating energy is decreased from 87.3 kWh/m2 to 68.8 kWh/m2 and electrical energy is reduced from 54.2 kWh/m2 to 27.8 kWh/m2. Installation of PV on the roof by this area (161 m2) can be produced electrical energy of about 1.5 kWh/m2. Secondly, is conducted life cycle assessment (LCA) for all the proposed retrofitting solutions by the SimaPro program. The system boundary included manufacturing and operation (cradle to operation) and demolition and end-of-life phase are excluded from the system boundary. Functional unit is the operation of the building during during 40 years at Celsius school in Uppsala. The assumption is the retrofitting materials are produced and transport in Sweden. Vattenfall is the supplier of the electrical and heating energy for Celsius school in Uppsala. The most percent of primary energy are waste solid. LCA is presented the retrofitting is decreased the GHG and some of the environmental impact categories. / Byggsektorn bidrar med betydande energiförbrukning och utsläpp av växthusgaser (GHG). Energieffektivitet är den främsta drivkraften för att mildra klimatförändringarna. Skolor är placerade med hög energiförbrukning och utsläpp av växthusgaser. De flesta av de befintliga skolorna i Europa och Sverige behöver renoveras med hänsyn till miljöpåverkan och energiförbrukning. De flesta av de traditionella eftermonteringsteknikerna har inte utvärderats för miljöpåverkan eller energibesparing. Projektet syftar till att göra en miljökonsekvensbeskrivning för alternativ för energirenovering av skolbyggnaden. Tekniker för energisimulering och livscykelbedömning (LCA) används för att uppnå detta mål. IDA-ICE och SimaPro-programmen används för att simulera eftermonteringsmetoderna. Celsiusgymnasiet i Uppsala väljs ut som modell för att studera LCA för eftermonteringslösningar. Eftermonteringsteknikerna är fokuserade på tre aspekter, aspekten på efterfrågesidan för att minska energibehovet i byggnader (värmeisolering och drift av ventilationssystem), aspekten på utbudssidan som använder en förnybar energikälla (solcellsenergi) och energiförbrukningsmönster ( ventilation och belysningstid enligt skoldagarnas schema). Först genomfördes en energisimulering av IDA-ICE för eftermontering av lösningar. Att lägga till isoleringsmaterial (cellulosa och glasull) till ytterväggar och tak, ändra ventilationsdrift, från kontinuerlig till variabel luftvolym, och installation av solcellspaneler (PV), gjorde att energin minskade från 142 kWh/m2 till 97 kWh/m2, med verkningsgrad 32 procent. Genom eftermonteringsmetoderna sänks fjärrvärmeenergin från 87,3 kWh/m2 till 68,8 kWh/m2 och elenergin minskas från 54,2 kWh/m2 till 27,8 kWh/m2. Installation av PV på taket vid detta område (161 m2) kan producera elektrisk energi på cirka 1,5 kWh/m2. För det andra genomförs livscykelanalys (LCA) för alla föreslagna eftermonteringslösningar av SimaPro-programmet. Systemgränsen inkluderade tillverkning och drift (vagga till drift) och rivnings- och uttjänt fas är exkluderade från systemgränsen. Funktionell enhet är driften av byggnaden under 40 år på Celsiusskolan i Uppsala. Antagandet är att eftermonteringsmaterialen tillverkas och transporteras i Sverige. Vattenfall är leverantör av el- och värmeenergin till Celsiusskolan i Uppsala. Den största delen av primärenergin är fast avfall. LCA presenteras eftermonteringen minskar GHG och några av miljöpåverkanskategorierna.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-319552 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Kafashtehrani, Maryam |
| Publisher | KTH, Hållbar utveckling, miljövetenskap och teknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ABE-MBT ; 22642 |
Page generated in 0.0023 seconds