Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • 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
Energieffektivisering och solenergi i en universitetsbyggnad: Undervisningshuset och Biblioteket i Uppsala
Uppsala University, Disciplinary Domain of Science and Technology, Technology, Department of Engineering Sciences, Solid State Physics.
2011 (Swedish)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Efficient Energy Use and Solar Energy in a University Building (English)
Abstract [en]

Akademiska hus is a real estate company that specializes in providing Swedish universities with housing facilities for educational and research purposes. The company strives to reduce its use of energy by 40% between the years 2000 and 2025. The aim of this thesis is to determine which measures can be taken to reduce the need of purchased energy in a building that is used by theSwedishUniversityof Agricultural Sciences inUppsala.

In order to determine the results of various changes to the building envelope and ventilation system, the building was modelled in the computer simulation program VIP-Energy. Other proposed changes to make the use of energy more efficient concerned water use and lighting. The need of purchased energy can also be reduced by producing electricity or heat on site, using solar energy.

Results show that economically viable measures include upgrading windows and faucets, adjusting control systems for ventilation and lighting, and installing roof mounted solar panels for power production. However, the investment in a photovoltaic system requires government grants in order to be profitable, and the system should be grid-connected to make it eligible for green certificates.

Through these measures it is possible to reduce the need to purchase electricity for operational uses and energy for heating and cooling by 20%, from 99 kWh/m2,year to 79 kWh/m2,year. This corresponds to a 92 tonne decrease of annual carbon dioxide emissions from energy production and water purification. The total investment cost of 1 066 000 SEK results in a net present value of 883 000 SEK

Abstract [sv]

Byggnadssektorn står för en knapp tredjedel av den totala energianvändningen i Sverige, och för drygt 10 % av de totala utsläppen av växthusgaser. Energianvändning i byggnader omfattas av riksdagens nationella miljökvalitetsmål för god bebyggd miljö, och målet är att den totala specifika energianvändningen ska minska med 20 % till år 2020 och med 50 % till år 2050, jämfört med år 1995.

I Boverkets byggregler ställs bland annat krav på nybyggda lokalbyggnaders specifika energianvändning och i klimatzon III, dit Uppsala län räknas, är gränsen högst 90 kWh/m2,år exklusive verksamhetsel. Energi från egen solcells- eller solvärmeanläggning får tillgodo­räknas vid beräkningen av en byggnads specifika energianvändning. Det är möjligt att erhålla investeringsstöd för både solcells- och solvärmeanläggningar, och dessutom är elproduktion från solenergi berättigad till elcertifikat.

Syftet med examensarbetet har varit att undersöka möjligheterna att minska behovet att köpt energi i en universitetsbyggnad i Uppsala, genom energieffektivisering och solenergi. Föreslagna åtgärder har bedömts genom att jämföra ändringen i energianvändning och utsläpp av koldioxid, samt genom de ekonomiska nyckeltalen återbetalningstid, kapitalvärde och besparingskostnad. Arbetet har utförts vid Uppsala universitet åt uppdragsgivaren fastighetsbolaget Akademiska hus. Energihushållning är ett av fyra områden som Akademiska hus fokuserar på i sitt miljöarbete, och det långsiktiga målet är att minska den specifika energianvändningen med 40 % mellan år 2000 och år 2025.

Den aktuella byggnaden hyrs av Sveriges lantbruksuniversitet och ligger på Campus Ultuna i Uppsala. Byggnaden är indelad i två fastigheter, Undervisningshuset och Biblioteket, och är av suterrängtyp med fyra våningsplan och en bruksarea på drygt 9 000 m2. Lokalerna består främst av föreläsningssalar och biblioteket, men även av kontorsutrymmen, datasalar, sammanträdesrum, pentryn, en aula och allmänna utrymmen.

Byggnaden värms av fjärrvärme som i huvudsak produceras från torv- och avfalls-förbränning. Dessutom finns ett system för komfortkyla installerat, som inom kort ska förses med kyla från en fjärrkylaanläggning i nära anslutning till byggnaden. Kylan ska i huvudsak produceras med fjärrvärmedrivna absorptionsvärmepumpar. Ventilationsbehovet tillgodoses med från- och tilluftsfläktar, och återvinning av värme ur frånluften finns. Ventilations-systemet styrs både på tid, temperatur och koldioxidnivå. Belysningen i byggnaden är på många ställen närvarostyrd, men det finns lokaler med enbart tidsstyrning. I dag använder byggnaden årligen cirka 630 MWh värme, 450 MWh verksamhetsel, 150 MWh fastighetsel och 110 MWh kyla. Detta ger en specifik energianvändning på 99 kWh/m2,år exklusive verksamhetsel, och 149 kWh/m2,år inklusive verksamhetsel.

För att kartlägga byggnadens energibehov och undersöka olika åtgärders konsekvenser för energianvändningen, har en modell konstruerats i byggnadssimuleringsprogrammet VIP‑Energy. I stor utsträckning har byggnadsspecifika data eller egna antaganden använts vid modelleringen för att ge ett så rättvisande resultat som möjligt. De material som finns fördefinierade i VIP‑Energy har dock använts vid uppbyggnad av väggar, tak och grund. Modellen har justerats så att simuleringsresultaten efterliknat brukardata, och korrektions-faktorer har beräknats för att kompensera för avvikelser. För att ytterligare öka precisionen har zonberäkningsfunktionen i VIP‑Energy använts, och Undervisningshuset och Biblioteket har modellerats separat.

Möjliga energieffektiviseringsåtgärder har studerats för sex olika områden – fönster, fasader, tak, ventilation, vattenanvändning och belysning. Solenergi kan tas tillvara i solcells-anläggningar (som producerar el), solvärmeanläggningar (som producerar värme) och solhybridanläggningar (som producerar både el och värme). Inom samtliga nämnda effektiviseringsområden har lönsamma åtgärder funnits, utom för fasader och tak. Av möjliga solenergilösningar är det endast solcellsanläggningar som är lönsamma för den aktuella byggnaden, och endast om investeringsbidrag kan erhållas. Ju större solcellsanläggningen är, desto mer lönsam blir den, och hur stor anläggning

som väljs beror därför på Akademiska hus investeringsvilja. Anslutning till elcertifikatsystemet ökar lönsamheten.

Totalt kan undersökta åtgärder ge en energibesparing på drygt 360 000 kWh/år, men den ekonomiskt realiserbara andelen utgör 176 000 kWh/år (49 %) av detta.

Den totala investeringskostnaden för rekommenderade åtgärder blir 1 066 000 kr, vilket ger ett kapitalvärde på 883 000 kr, och besparingskostnaden blir 0,42 kr/kWh. Dessa åtgärder minskar kostnaden för energi och vatten med 150 000 kr/år, och beräknas ge ytterligare drygt 8 000 kr/år från elcertifikatsystemet. Utan hänsyn till ränta och prisutveckling blir återbetalningstiden sju år.

De koldioxidutsläpp som energi- och vattenanvändningen ger upphov till minskar med 92 ton/år, men minskningens storlek är känslig för de antaganden som gjorts när utsläppsfaktorer beräknats. Om ändringen i elanvändning ska antas utgöras av medelel, blir minskningen endast 29 ton/år. Eftersom det rör sig om förändringar i elanvändning har dock marginalel ansetts vara det mest rimliga. Om torv räknas som förnybart istället för fossilt blir den totala utsläppsminskningen 76 ton/år.

Vattenanvändningen i byggnaden minskar med 860 m3/år. Byggnadens specifika energianvändning sjunker med 20 % till 79 kWh/m2,år, förutsatt att hela minskningen i elanvändning räknas till fastighetsel. Inklusive verksamhetsel sjunker energianvändningen med 13 % till 129 kWh/m2,år. Åtgärderna ger dock en marginell ökning av fjärrkylabehovet.

Det finns inte något direkt samband mellan hög energibesparing och högt kapitalvärde, då exempelvis fönsteråtgärderna ger högst energibesparing men lägst kapitalvärde. Vilka av de rekommenderade åtgärderna som bör prioriteras bestäms av om målet i första hand är att spara energi eller att maximera lönsamheten hos investeringen.

Place, publisher, year, edition, pages
2011. , 63 p.
Series
UPTEC ES, ISSN 1650-8300 ; 11025
Keyword [sv]
Energieffektivisering, energianvändning i byggnader, solvärme, solceller, solel- och solvärmehybridsystem
National Category
Energy Systems
Identifiers
URN: urn:nbn:se:uu:diva-164115OAI: oai:DiVA.org:uu-164115DiVA: diva2:466536
External cooperation
Akademiska hus Uppsala AB
Educational program
Master Programme in Energy Systems Engineering
Presentation
2011-09-16, Uppsala, 10:51 (Swedish)
Uppsok
Technology
Supervisors
Examiners
Available from: 2011-12-21 Created: 2011-12-16 Last updated: 2011-12-23Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Energieffektivisering och solenergi i en universitetsbyggnad: Undervisningshuset och Biblioteket i Uppsala(2020 kB)667 downloads
File information
File name FULLTEXT02.pdfFile size 2020 kBChecksum SHA-512
d79b730851f55222e0ce3d0b9edfafde679896af97d831093795b72b3efea9f83488b97fc5d00ff595447fa2f7ca6ba63689a57cda79a9d3c5669cf22542683b
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Solid State Physics
Energy Systems

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 667 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: 1170 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • 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