Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
An Investigation of Cost-Efficient Solutions in Order to Meet the Energy Requirements in Multi-Family Buildings
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Energy Technology.
2016 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

As the requirement for specific energy usage is tightened it becomes more important to ensure that the most cost-efficient combinations of energy saving measures are presented. This master thesis have been developed based on one main research question and two sub-questions; How can MOBO and IDA ICE be utilized to identify cost-efficient combinations of energy saving measures to meet tightened requirements for specific energy usage?; Which parameters are included in such an utilization?; and How can the number of interesting data points be decreased so that the most appropriate solution is found?. In order to answer the questions MOBO and IDA ICE have been utilized by varying different windows, the amount of insulation in external floors and roofs as well as different air handling units can be varied simultaneously. Thus the most cost-efficient combinations of energy saving measures can be obtained through a systematic approach. Furthermore a cost-efficiency analysis has been made for installation of waste water heat exchanger, solar PVs and a pre-heating system for ventilation air. The cost-efficiency analysis is made from a basis of a tightened requirement of specific energy usage by 30 %.The results have been obtained by utilizing MOBO in combination with IDA ICE. By a large number of simulations through MOBO on four case studies the most cost-efficient combination of energy saving measures is presented. By simulations on different case studies it was shown that the shape of the Pareto fronts are similar. The results show that it is important to set the initial conditions of a building so that it is possible to reach tightened requirements for specific energy usage. In case the initial conditions are poor it can be seen that the requirement cannot be met cost-efficient since the number of energy saving measures are large and the relative investment cost increases rapidly.The conclusion of the main research question is that MOBO could be used in an early stage of the development process so that the initial conditions can be set in such a way that the tightened requirements for specific energy usage can be met cost-efficient. Cost-efficient combinations of energy saving measures can be identified by utilizing MOBO in combination with IDA ICE. Furthermore, energy saving measures that result in a significant energy saving to a relatively small additional investment cost can be found. Lastly, by utilizing MOBO new technical platforms can be developed with a systematic approach.The conclusion of the first sub-question is that the following parameters are included; three different AHUs, three different window resources with different u-values, two different external walls, three different amount of additional insulation in the roof and two different amount of insulation in the external floor. Furthermore, the results obtained by utilizing MOBO and IDA ICE can be combined by installations of WWHex and solar PVs in case it is cost-efficient. An additional analysis should be made for each case.The conclusion of the last sub-question is that the number of interesting data point can be reduced by only use the Pareto front. In addition a tightened requirement of specific energy usage in combination with a budget requirement results in only a few appropriate combinations of energy saving measures.

Abstract [sv]

I takt med att energikraven i byggnader skärps ställs det allt högre krav på att säkerställa att de mest kostnadseffektiva lösningarna presenteras. Denna mastersuppsats har baserats på en huvudfrågeställning och två delfrågeställningar; Hur kan MOBO och IDA ICE användas för att hitta kostnadseffektiva kombinationer av energibesparande åtgärder, för att uppnå skärpta krav på specifik energianvändning?; Vilka parametrar inkluderas i en sådan användning?; och Hur kan antalet intressanta datapunkter reduceras så att den mest lämpliga kombinationen av energibesparande åtgärder presenteras?. För att besvara dessa frågor har MOBO och IDA ICE används där olika fönster, mängd isolering i tak och grundplatta samt olika luftbehandlingsaggregat varierats samtidigt. Detta för att erhålls de mest kostnadseffektiva lösningarna på ett systematiskt sätt. Vidare har en kostnadseffektivitetsanalys gjorts för installation av avloppsvärmeväxlare, solceller samt ett förvärmningssystem för ventilationsluft. Kostnadseffektivitetsanalysen är utförd utifrån tesen att kravet på specifik energianvändning troligtvis kommer att skärpas med 30 %.De resultat som erhållits är framtagna med användning av MOBO i kombination med IDA ICE. Efter ett flertal simuleringar med hjälp av MOBO och IDA ICE har resultat erhållits där de mest kostnadseffektiva kombinationerna av energibesparande åtgärder för olika fallstudier kan presenteras. Efter att MOBO används på olika byggnader har det visats att formen på Pareto-fronterna är av samma karaktär. De resultat som erhållits visar att det är viktigt att säkerställa att de initiala förutsättningarna möjliggör att det går att uppnå skärpta energikrav. Vid mindre bra grundförutsättningar blir det inte kostnadseffektivt att uppnå ett skärpt energikrav eftersom antalet energibesparande åtgärder blir fler och därmed skenar den relativa investeringskostnaden iväg onödigt mycket.Slutssaten av huvudfrågeställningen är att genom att använda MOBO i ett tidigt skede av projekteringen kan de initiala förutsättningarna sättas på ett sådant sätt att det är möjligt att uppfylla skärpta energikrav kostnadseffektivit. Genom användning av MOBO kan kombinationer av energibesparande åtgärder utvärderas på ett systematiskt sätt. Vidare kan åtgärder som har en relativt liten investeringskostnad och som samtidigt har en signifikant energibesparing identifieras. Dessutom kan MOBO användas för att utveckla de tekniska plattformarna.Slutsatsen av den första delfrågan är att följande parametrar inkluderas; tre olika luftbehandlingsaggregat, tre olika fönster med olika U-värden, två olika ytterväggar, tre olika mängder tilläggsisolering i tak samt två olika mängder isolering i grundplattan. Vidare kan resultaten som erhållits med hjälp av MOBO och IDA ICE fördelaktigt analyseras i kombination med ytterligare åtgärder såsom avloppsvärmeväxlare och solceller utifrån en kostnadseffektivitetsanalys. I ännu sällsynta fall kan det vara aktuellt med installation av ett förvärmningssystem för ventilationsluft.Slutsatsen av den andra delfrågan är att antalet intressanta mätpunkter kan reduceras genom att enbart studera Pareto-fronten samt att ett skärpt energikrav i kombination av ett budgetkrav enbart ger ett fåtal passande kombinationer av energibesparande åtgärder.

Place, publisher, year, edition, pages
2016. , 75 p.
National Category
Energy Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-189524OAI: oai:DiVA.org:kth-189524DiVA: diva2:946498
Supervisors
Examiners
Available from: 2016-07-05 Created: 2016-07-05 Last updated: 2016-07-05Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1781 kB)140 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1781 kBChecksum SHA-512
42b24366d122719c7c9b3c36a9bc007bc4c73b296b889793b27db76865591a7017af5849fa172dade71be9d52243c9c1219c71cdbb6f2274d979f84f9cf6a299
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Energy Technology
Energy Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 140 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 394 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf