Author: Lina La Fleur
Publisher: Linköping University Electronic Press
ISBN: 9176850072
Category :
Languages : en
Pages : 101
Get Book Here
Book Description
Residential buildings account for 27% of the final energy use in the European Union. In cold climates, space heating represents the largest proportion of the energy demand in residential buildings. By implementing energy efficiency measures (EEMs) in existing buildings, energy use can be significantly reduced. The Energy Performance of Buildings Directive states that renovations of buildings offer an opportunity to improve energy efficiency. Renovations that include measures implemented with the specific purpose of reducing energy use are referred to as energy renovations. In addition to improving energy efficiency, an energy renovation can also improve the indoor environment. Sweden, like many other European countries, faces the challenge of renovating an ageing building stock with poor energy performance. Improving energy efficiency and performing energy renovations in a cost-effective manner is central, and optimization approaches are often used to identify suitable EEMs and energy renovation approaches. New buildings usually feature better energy performance compared to older buildings, and one approach for reducing energy use in the building sector could be to demolish old buildings with poor thermal performance and build new buildings with better thermal performance. The aim of this thesis is to evaluate energy renovations of multi-family buildings with regard to space heating demand, life cycle costs, indoor environment and primary energy use. The choice between energy renovation of a multi-family building and the demolition and construction of a new one is also investigated with regard to life cycle costs (LCCs). A Swedish multi-family building in which energy renovation has been carried out is used as a case study. The building was originally constructed in 1961 and has a lightweight concrete construction. The renovation included improving the thermal performance of the building envelope and replacing the exhaust air ventilation system with a mechanical supply and exhaust air ventilation system with heat recovery. The methods used in the studies include dynamic whole building energy simulation, life cycle cost analysis and optimizations, and a questionnaire on indoor environment perception. Extensive field measurements have been performed in the building prior to and after renovation to provide input data and to validate numerical predictions. In addition to the studied building, the analysis of the choice between energy renovation and the demolition and construction of a new building includes three other building construction types, representing common Swedish building types from the 1940s, 1950s and 1970s. The analysis shows that the energy renovation led to a 44% reduction in space heating demand and an improved indoor environment. The indoor temperature was higher after the renovation and the perception of the indoor temperature, air quality and noise in the building improved. The EEMs implemented as part of the energy renovation have a slightly higher LCC than the optimal combinations of EEMs identified in the LCC optimization. It is not cost-optimal to implement any EEMs in the building if the lowest possible LCC is the objective function. Attic insulation has a low cost of implementation but has limited potential in the studied building with its relatively good thermal properties. Insulation of the façade is an expensive measure, but has a great potential to reduce heat demand because of the large façade area. Façade insulation is thus required to achieve significant energy savings. Heat recovery in the ventilation system is cost-effective with an energy saving target above 40% in the studied building. The primary energy factors in the Swedish Building Code favor ground source heat pumps as a heat supply system in the studied building. The LCC of renovation is lower compared to demolishing and constructing a new building. A large proportion of the LCC of demolition and new construction relates to the demolition of the existing building. In a building with a high internal volume to floor area ratio, it is not always possible to renovate to the same energy performance level as when constructing a new building. A more ambitious renovation approach is also needed compared to a building with a smaller volume to floor area ratio. Nära 27 % av den totala energianvändningen i den Europeiska Unionen sker i bostäder. I länder med kallt klimat används den största delen till uppvärmning. Genom att implementera energieffektiviseringsåtgärder i befintliga byggnaden kan energiprestandan signifikant förbättras. Europeiska Unionens direktiv om byggnaders energiprestanda framhåller att ett tillfälle att förbättra byggnaders energieffektivitet finns då byggnader ska renoveras. Byggnadsrenoveringar som innehåller åtgärder som implementeras med det primära syftet att minska energianvändningen kallas ofta energirenoveringar. Utöver energieffektivisering kan energirenoveringar ofta förbättra inomhusmiljön i byggnaden. Som många andra Europeiska länder står Sverige inför utmaningen att renovera ett åldrande byggnadsbestånd med låg energiprestanda. Kostnadseffektivitet är centralt vid energirenoveringar och energieffektivisering och optimeringsansatser är vanliga för att identifiera vilka energieffektiviseringsåtgärder som bör implementeras. Nya byggnader har som regel bättre energiprestanda jämfört med äldre byggnader, och en ansats till ett minska energianvändningen i byggnadssektorn överlag är således att riva äldre byggnader med låg energiprestanda och konstruera nya byggnader med bättre energiprestanda. Syftet med denna avhandling är att utvärdera energirenoveringar av flerfamiljshus avseende effekterna på uppvärmningsbehov, livscykelkostnader, inomhusmiljö och primärenergianvändning. Valet mellan energirenovering kontra att riva och bygga en ny byggnad analyseras också utifrån ett livscykelkostnadsperspektiv. För att studera detta har en svensk flerfamiljsbyggnad som genomgått energirenovering studerats. Byggnaden konstruerades 1961 och har en lättbetongstomme. När byggnaden renoverades förbättrades prestandan hos byggnadens klimatskal och frånluftsventilationssystemet byttes ut mot ett balanserat mekanisk ventilationssystem med värmeåtervinning. Metoderna som använts i studierna i denna avhandling är dynamisk byggandssimulering, beräkning och optimering av livscykelkostnader, samt en enkätstudie om hur de boende uppfattar sin inomhusmiljö. Omfattande mätningar har utförts i byggnaden och har använts som indata och för att validera resultaten. Utöver den studerade byggnaden har tre andra byggnadstyper inkluderats i analysen av valet mellan energirenovering och att riva och konstruera en ny byggnads. Dessa byggnadstyper representerar vanliga svenska byggnadstyper från 1940-, 1950- och 1970-talet. Analyserna visar att den renovering som genomfördes i byggnaden ledde till en minskning av uppvärmningsbehovet med 44 % och en förbättring av inomhusmiljön. Inomhustemperaturen var högre efter renoveringen, och de boende uppfattade temperaturförhållanden, luftkvalitet och bullersituationen som bättre efter renoveringen. De energieffektiviserande åtgärder som implementerades vid renoveringen gav en något högre livscykelkostnad än de åtgärder som identifierades som optimala genom livscykelkostnadsoptimering. Det är inte kostnadseffektivt att implementera några energieffektiviseringsåtgärder som del av renoveringen om den lägsta livscykelkostnaden är målsättningen. Vindsisolering är en förhållandevis billigt åtgärd att genomföra, men har begränsad potential i den studerade byggnaden vars vind redan har relativt god termisk prestanda. Fasadisolering kräver en större investering, men har större potential att minska energianvändning på grund av den stora fasadytan. Detta innebär att det är nödvändigt att isolera fasaden för att uppnå hög energibesparing. Värmeåtervinning i ventilationssystemet är kostnadsoptimalt om ett energisbesparingsmål på mer än 40 % ställs på energirenoveringen. Primärenergifaktorerna i den svenska byggnadskoden gynnar bergvärmepump som energitillförselsystem i de studerade byggnaden. Kostnaden för att energirenovera är lägre än att riva och bygga en ny byggnad. En stor andel av kostnaderna vid rivning och nybyggnation är kopplad till rivning och bortforsling av rivningsmassa. I byggnadstyper med stor inre volym i förhållande till uppvärmd golvyta är det inte alltid möjlig att energirenovera till en energiprestanda som är lika god som en ny byggnad. Det krävs också en mer ambitiös renovering för att uppnå samma energiprestanda som en byggnad med mindre inre volym i förhållande till uppvärmd golvyta.
Author: José Manuel Andújar
Publisher: MDPI
ISBN: 3039287028
Category : Architecture
Languages : en
Pages : 412
Get Book Here
Book Description
Buildings are one of the main causes of the emission of greenhouse gases in the world. Europe alone is responsible for more than 30% of emissions, or about 900 million tons of CO2 per year. Heating and air conditioning are the main cause of greenhouse gas emissions in buildings. Most buildings currently in use were built with poor energy efficiency criteria or, depending on the country and the date of construction, none at all. Therefore, regardless of whether construction regulations are becoming stricter, the real challenge nowadays is the energy rehabilitation of existing buildings. It is currently a priority to reduce (or, ideally, eliminate) the waste of energy in buildings and, at the same time, supply the necessary energy through renewable sources. The first can be achieved by improving the architectural design, construction methods, and materials used, as well as the efficiency of the facilities and systems; the second can be achieved through the integration of renewable energy (wind, solar, geothermal, etc.) in buildings. In any case, regardless of whether the energy used is renewable or not, the efficiency must always be taken into account. The most profitable and clean energy is that which is not consumed.
Author: Dennis Johansson
Publisher: Springer
ISBN: 303000662X
Category : Architecture
Languages : en
Pages : 1045
Get Book Here
Book Description
This volume presents the proceedings of the 9th Cold Climate HVAC conference, which was held in Kiruna, Sweden in 2018. The conference highlighted key technologies and processes that allow scientists, designers, engineers, manufacturers and other decision makers in cold climate regions to achieve good indoor environmental quality (IEQ) with a minimum use of energy and other resources. The conference addressed various technical, economic and social aspects of buildings and HVAC systems in new and renovated buildings. This proceedings volume gathers peer-reviewed papers by a diverse and international range of authors and showcases perspectives and practices in cold climate building design from around the globe. The following major aspects, which include both fundamental and theoretical research as well as applications and case studies, are covered: (1) Energy and power efficiency and low-energy buildings; (2) Renovating buildings; (3) Efficient HVAC components; (4) Heat pumps and geothermal systems; (5) Municipal and city energy systems; (6) Construction management; (7) Buildings in operation; (8) Building simulation; (9) Reference data; (10) Transdisciplinary connections and social aspects; (11) Indoor environments and health; (12) Moisture safety and water damage; (13) Codes, regulations, standards and policies; and (14) Other aspects of buildings in cold climates.
Author: Subramanian Senthilkannan Muthu
Publisher: Springer Nature
ISBN: 3031409930
Category : Science
Languages : en
Pages : 188
Get Book Here
Book Description
Life Cycle Costing (LCC) is a well-known and popular method to evaluate the economic sustainability, which as the term implies is structured on the life cycle of a product or process. LCC is a method primarily consisting of estimating the total cost of a product, taking into account the whole life cycle of the product as well as the direct and external costs. It is one of the important methods and tools under the sustainability umbrella. This book describes the concept of LCC and offers several interesting case studies.
Author: Ali Sayigh
Publisher: Springer
ISBN: 3319307460
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 947
Get Book Here
Book Description
This book highlights scientific achievements in the key areas of sustainable electricity generation and green building technologies, as presented in the vital bi-annual World Renewable Energy Network’s Med Green Forum. Renewable energy applications in power generation and sustainable development have particular importance in the Mediterranean region, with its rich natural resources and conducive climate, making it a perfect showcase to illustrate the viability of using renewable energy to satisfy all energy needs. The papers included in this work describe enabling policies and offer pathways to further develop a broad range of renewable energy technologies and applications in all sectors – for electricity production, heating and cooling, agricultural applications, water desalination, industrial applications and for the transport sector.
Author: Feng Fu
Publisher: Emerald Group Publishing
ISBN: 1835495745
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 294
Get Book Here
Book Description
Structural Design of Buildings: Elemental Design is the essential reference for all structural engineers involved in the design of buildings and other structures. The book forms part of the Structural Design of Buildings series and focuses on the introduction of building elements and materials.
Author: Stefan Blomqvist
Publisher: Linköping University Electronic Press
ISBN: 9176850528
Category :
Languages : en
Pages : 54
Get Book Here
Book Description
A district heating and cooling (DHC) system can be a viable piece of the puzzle in the efforts of reducing the greenhouse gas (GHG) emissions. Especially if the DHC system include combined heat and power (CHP) plants which enable electricity production from renewable resources. This is set forth in national energy targets and sustainable development goals (SDGs), adopted by the United Nations in 2015. Moreover, improved energy efficiency and energy savings are important factors in fulfilling the national targets of decreased energy intensity as well as reducing the use of fossil fuels. The aim of this thesis is to analyze the impacts of two energy end-use measures in a DHC network and their consequences on the efforts towards sustainable development. The end-use measures studied are (1) renovation of a multifamily building stock and (2) the use of a hydronic pavement system (HPS) including analysis of different control strategies. The end-use measures are assessed in terms of energy use and efficiency, use of renewable and fossil resources, and local and global GHG emissions. Lastly, it is analyzed how the results relate to national energy targets and SDGs. By using simulation and optimization models, several scenarios of end-use measures are analyzed in the two studies. In the first study, six scenarios are analyzed, as the renovation packages include measures on the envelope, ventilation and conversion from district heating to ground source heat pump. In the second study three scenarios are analyzed, where the HPS are operated all-time at a temperature below 4°C or are shut down at temperatures below -10°C or at temperatures below -5°C. The results of the study regarding the renovation of a multifamily building stock indicate a future reduction in heat demand. All scenarios show energy savings of the studied building, which ranged from 11% to 56%. All scenarios show a reduction in local GHG emissions, as well as reduced fossil fuel use. Although the largest reduction was found in the use of renewable resources. From a global perspective on GHG emissions, the scenarios with district heating out-performed measures with heat pump solutions in the studied system. Moreover, the study point to positive impacts on the efforts towards SDGs. To mitigate the reduced heat demand from the renovation of the building stock, an HPS may be used. The results show mostly renewable resources were used for the HPS. The use of HPS was found to generate a positive impact on global GHG emissions. A control strategy that shuts down the HPS at temperatures below -10°C would result in 10% energy saving and would maintain acceptable performance of the HPS. Furthermore, it would reduce the use of fossil fuel and reduce local GHG emissions by 25%. Moreover, an HPS may contribute to SDGs. It is concluded that energy end-use measures of renovating a multifamily building stock are vital in the work towards an improved energy intensity. However, these measures result in a decreased demand for heat in the DHC network. This can then lead to reduced electricity production from renewable resources in the CHP plants, which in turn have a negative impact on the global GHG emissions. By finding new applications, like HPS, the infrastructure of DHC networks could be utilized efficiently and serve as one piece of the puzzle that is the efforts towards sustainable development. Ett fjärrvärme- och fjärrkylenätverk kan vara en viktig del i arbetet att minska växthusgasutsläppen. Speciellt då ett fjärrvärme- och fjärrkylenätverk nyttjar kraftvärme, vilket möjliggör elproduktion från förnybara resurser. Detta efterfrågas i de nationella energimålen och i de globala målen för hållbar utveckling, även kallade Agenda 2030, som antogs av Förenta Nationerna 2015. Dessutom är förbättrad energieffektivitet och energibesparing viktiga faktorer för att nå de nationella energimålen för minskad energiintensitet. Syftet med denna avhandling är att analysera effekterna av två användningsåtgärder i ett fjärrvärme- och fjärrkylenätverk, samt dess konsekvenser för en hållbar utveckling. De åtgärder som undersöks är (1) renovering av ett flerbostadshusbestånd och (2) användningen av ett markvärmesystem. Användningsåtgärderna analyseras utifrån energianvändning och energibesparing, användning av förnybara och fossila resurser, samt lokala och globala växthusgasutsläpp. Slutligen analyseras hur resultaten relaterar till nationella energimålen och de globala målen för hållbar utveckling. Genom att använda simulerings- och optimeringsmodeller analyseras flera scenarier av användningsåtgärder i de två studierna. I den första studien analyseras sex scenarier, där renoveringsåtgärderna innehåller klimatskals- och ventilationsåtgärder, samt ett byte av värmesystem från fjärrvärme till värmepump. I den andra studien analyseras tre scenarier. Ett då markvärmesystemet drivs kontinuerligt vid en utomhustemperatur under 4° C, samt då systemet även stängs av eller försätts i viloläge vid utomhustemperaturer under -10°C respektive -5°C. Resultaten från den först studien pekar på ett minskat värmebehov i framtiden. Alla scenarierna innebar energibesparingar i den studerade byggnaden, som varierade från 11% till 56%. Alla scenarier uppvisade en minskning av lokala växthusgasutsläpp, samt minskning av fossil bränsleanvändning. Dock ses den största minskningen i användandet av förnybara resurser. I ett globalt perspektiv på växthusgasutsläpp, så presterar värmelösningar med fjärrvärme bättre än de med värmepump i de studerade systemen. Studien uppvisar positiva effekter på de nationella målen, samt de globala målen för hållbar utveckling. För att möta den minskade värmebehovet kan ett markvärmesystem nyttjas. Resultaten visar att främst förnybara resurser används. Användningen av markvärme har en positiv inverkan på globala växthusgasutsläpp och en kontrollstrategi som försätter markvärmesystemet i vila vid temperaturer under -10°C kan resultera i 10% energibesparing samtidigt som en acceptabel prestanda bibehålls. Detta minskar den fossila bränsleanvändningen, samt de lokala växthusgasutsläppen med 25%. Ett markvärmesystem kan bidra i arbetet med de nationella målen, samt de globala målen för en hållbar utveckling. Slutsatsen är att renovering av ett bestånd av flerbostadshus ska genomföras i arbetet för en minskad energiintensitet. Dessa åtgärder leder emellertid till en minskad efterfrågan på värme. Detta kan minska elproduktion från förnybara resurser i kraftvärmeanläggningarna, vilket i sin tur har en negativ inverkan på de globala växthusgasutsläppen. Genom att hitta nya applikationer, som markvärme, kan infrastrukturen i fjärrvärme- och fjärrkylenätverk nyttjas effektivt fortsättningsvis och fungera som en bit i pusslet för en hållbar utveckling.
Author: Maurizio Barberio
Publisher: Springer Nature
ISBN: 303136922X
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 961
Get Book Here
Book Description
This book collects contributions of forefront research and practices related to the use of the enabling technologies of Industry 4.0 in the architecture and design fields and their impact on the UN's Sustainable Developments goals. The book is structured into three sections (research, practice, and technologies), with the goal of creating a new framework useful for widespread awareness necessary to initiate technology transfer processes for the benefit of the public sector, universities, research centers, and innovative companies, and a new professional figure capable of controlling the entire process is essential. Thus, the book chapters arouse a series of relevant topics such as computational and parametric design, performance-based architecture, data-driven design strategies, parametric environmental design and analysis, computational and parametric structural design and analysis, AI and machine learning, BIM and interoperability, VR and AR, digital and robotic fabrication, additive manufacturing and 3D printing, R&D and entrepreneurship, circular architecture, and didactics. In the post-digital era, where the essence of design lies in the control and information of the process that holistically involves all the aspects mentioned above, rather than in formal research, it is necessary to understand technologies and analyze the advantages that they can bring in terms of environmental sustainability and product innovation.
Author: Marita Wallhagen
Publisher: BoD – Books on Demand
ISBN: 1839624124
Category :
Languages : en
Pages : 278
Get Book Here
Book Description
Author: Wann-Ming Wey
Publisher: MDPI
ISBN: 3039281860
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 242
Get Book Here
Book Description
Nowadays, the sustainable built environment planning in most cities has come to a turning point as the growth in traffic and population has become a serious concern and put tremendous pressure on both the environment and people in these cities. It is therefore important to find new ways or lifestyles—such as compact city, transit-oriented development (TOD) formulations—that are more flexible, inclusive, and sustainable. Furthermore, for the sustainable built environment and urban growth management, not only should the growth management principles—which include smart growth, sustainable growth, and inclusive growth—be taken into account but innovative/smart planning strategies—such as mixed use design, green transport, and new urbanism—are also utilized in planning sustainable built environments in order to prevent the urban sprawl development that has occurred.
