Kurs PM Hållbart byggande och energisystemanalys, 7,5 hp Sustainable Building and Energy Systems Analysis, 7,5 hp Termin: T 2017 Kurskod: 4BY107
Introduktion I den här kursen lär sig studenterna att anta ett systemperspektiv för att analysera och undersöka byggnader och energisystem utefter hela energikedjor. Målet är att erbjuda studenten en djupare förståelse för hur man kan utvärdera energisystem i byggd miljö, sett ur ett livscykelperspektiv. Kursen bygger vidare på kunskaperna som genereras i kursen Klimat- och energieffektivt byggande och i kursen undersöks byggnaders energianvändning ur ett systemperspektiv, med fokus på den ömsesidiga påverkan mellan behov- och tillförselsidor. I kursen undersöks också konsekvenserna av att implementera olika energieffektiviseringsåtgärder i byggnader med olika värme- och elförsörjningssystem. Flertalet analysverktyg, inklusive systemanalys, energianalys, timvis simulering och kalkylprogram tillämpas för att förstå innebörden av ett givet energisystem och kunna optimera kostnader, primärenergianvändning och växthusgasutsläpp. Kursupplägg Kursen är uppdelad i tre moduler, var och en om 2,5 hp. För att gå vidare från en modul till nästa krävs godkännande av föregående kursmodul eller påvisande av motsvarande kunskap. Kursen drivs som en föreläsnings- och seminarieserie med ett avslutande projektarbete. Föreläsningar och seminarier kan följas på plats i äxjö. Föreläsningarna spelas också in så att de kan ses vid senare tillfälle. En nackdel med att inte följa föreläsningarna direkt är att man då inte har samma möjlighet att komma med frågor under föreläsningens gång men deltagare som inte följer föreläsningar direkt ges ändå möjlighet till frågor via e-post eller annan typ av distanskommunikation. Slutseminariet kan följas på plats i äxjö alternativt med fjärrförbindelse, t.ex. Adobe connect. Lärandemål Efter kursen skall studenterna: Ha bred förståelse för systemanalyser av byggnader och den ömsesidiga påverkan mellan energibehov och -tillförsel Kunna tillämpa analytiska koncept och verktyg som används för systemanalyser av byggnader och energisystem Ha viss förståelse för senast forsking om systemanalys av byggnader och energisystem Kursinnehåll Simulering och analys av energieffektiviseringsåtgärder i byggnader Tillämpning av kalkylprogram för att designa och utforma kostnadseffektiva fjärrvärme- och elförsörjningssystem Innebörden av energieffektiviseringsåtgärder i byggnader för lokala kostnadseffektiva fjärrvärmesystem Förkunskapskrav Examen på grundnivå inom ett byggtekniskt ämne eller motsvarande. Sökande som inte uppfyller detta formella krav kan genom att visa att de har motsvarande 2 (7)
förkunskaper komma att valideras som behörig av programledningen. Två års yrkesmässig relevant erfarenhet motsvarar då ett års högskole- eller universitetsstudier på grundnivå. Med relevant yrkesmässig erfarenhet menas att man har arbetat med energi- och/eller material- och/eller byggrelaterade aspekter av byggnader och/eller energisystem eller motsvarande. Sökanden måste ha dokumenterad baskunskap i livscykelanalys och systemanalys. Grundläggande behörighet, dvs. avslutade gymnasiestudier eller motsvarande kunskaper. Modul 1 Modul 1 fokuserar på grunden i bygg- och energisystemanalyser. Syftet är att ge kursdeltagarna en förståelse för viktiga metodfrågor och angreppssätt i bygg- och energisystemanalyser. Särskilt fokus läggs på användning av simuleringar och kalkylprogram för att analysera energieffektiviseringsåtgärder och minimera byggnaders naturresursanvändning och klimatpåverkan. För att nå kunskapsmålen kombineras föreläsningar i klassrummet med seminarier och övningar i datorlabb. Modul 2 Modul 2 utforskar hur energieffektiviseringsåtgärder i byggnader påverkar deras primärenergianvändning och klimatpåverkan. Särskilt fokus läggs på den ömsesidiga påverkan mellan energibehov och -tillförsel i fjärrvärmda byggnader. I modulen undersöks också hur fjärrvärmesystem kan designas och utformas kostnadseffektivt under olika förutsättningar och i kombination med olika policyinstrument. För att nå kunskapsmålen kombineras föreläsningar i klassrummet med seminarier och övningar i datorlabb. Modul 3 I modul 3 gör kursdeltagarna ett projektarbete baserat på kunskapen de genererat i modul 1 och 2. Syftet är att ge kursdeltagarna möjlighet att på djupare nivå utforska hur olika verktyg och koncept för bygg- och energisystemanalyser kan tillämpas i praktiken. Projektarbeten som baseras på verkliga fallstudier uppmanas. Kursdeltagarna ges möjlighet att välja projekt som de arbetar med eller är intresserade av att noggrant undersöka från ett systemperspektiv. Kurslitteratur Modul 1 1. OECD/IEA (2013). Nordic Energy Technology Perspectives - Pathways to a Carbon Neutral Energy Future. Accessed at http://www.nordicenergy.org/wpcontent/uploads/2012/03/nordic-energy-technology-perspectives.pdf 2. IEA (2010). Energy Technology Perspectives: Scenarios and Strategies to 2050. Accessed at www.iea.org. 3. Energimyndigheten (2013): Energiläget 2013. Statens energimyndighet, Eskilstuna. 3 (7)
4. Sköldberg. H., Unger, T. and Olofsson, M. (2006). Marginalel och miljövärdering av el. Stockholm, Sweden. Elforsk. 5. STEM (2002). Marginal elproduktion och CO 2 -utsläpp i Sverige. Eskilstuna. Sweden, Sveriges energimyndighet. 6. Joelsson, A. and Gustavsson, L. (2009). District heating and energy conservation in detached houses of differing size and construction. Applied Energy, 86 (2) pp. 126 134. 7. Gustavsson, L., Dodoo, A., Truong, N.L., Danielski, I. (2011). Primary energy implications of end-use energy efficiency measures in district heated buildings. Energy and Buildings. 43, 38-48. 8. Dodoo A., Gustavsson L. and Sathre, R., (2010). Life cycle primary energy implication of retrofitting a wood-framed apartment building to passive house standard. Resources, Conservation and Recycling, 54(12): 1152-1160. 9. Clarke, J. (2001). Energy Simulation in Building Design. 2nd Edition, Butterworth-Heinemann, Oxford. Modul 2 10. Truong, N., Dodoo, A., Gustavsson, L. (2013). Effects of heat and electricity saving measures in district-heated multistory residential buildings. Applied Energy (accepted). 11. Åberg, M. and Henning, D. (2011). Optimisation of a district heating system with reduced heat demand due to energy efficiency measures in residential buildings. Energy Policy, 39, 7839 7852. 12. Difs, K., Bennstam, M., Trygg L. and Nordenstam L. (2010). Energy conservation measures in buildings heated by district heating - A local energy system perspective, Energy 8 (35), 3194-3203. 13. Joelsson, A. and Gustavsson, L. (2009). District heating and energy conservation in detached houses of differing size and construction. Applied Energy, 86 (2) pp. 126 134 14. Gustavsson, L. (1994a). District heating system and energy conservation part I. Energy, 9 (1) (1994), pp. 81 91 15. Gustavsson, L. (1994b). District heating system and energy conservation part II. Energy, 9 (1), 93 103 16. Gustafsson, S.I. (1992). Optimization of building retrofits in a combined heat and power network. Energy, 17 (2), p. 161171. 17. Lund, H. Möller, B. Mathiesen B and Dyrelund, A. (2010). The role of district heating in future renewable energy systems. Energy, 35(3), 1381-1390. 18. Lund, H. Mathiesen B. Christensen, P. Schmidt, JH. (2010). Energy system analysis of marginal electricity supply in consequential LCA. The International Journal of Life Cycle Assessment, 15(3), pp. 260-271. 19. Frederiksen, S, and Werner, SE., (2013). District heating and cooling. Lund, Sweden: Studentlitteratur. ISBN 9789144085302. Litteraturlistan kompletteras med aktuella artiklar och annat relevant material. 4 (7)
Lärare Kursansvarig: Ambrose Dodoo, ambrose.dodoo@lnu.se, 0470-767812 Lärare: Ambrose Dodoo (AD) Linnéuniversitetet ambrose.dodoo@lnu.se Uniben Tettey (UT) Linnéuniversitetet uniben.tettey@lnu.se Nguyen Le Truong (NT) Linnéuniversitetet nguyen.truong@lnu.se Itai Danielski (ID) Mittuniversitetet itai.danielski@miun.se Examination Kursen bedöms med betygen U eller G. De muntliga och skriftliga presentationerna vid slutseminarier för varje modul utgör grund för examinationen. Övrigt Kursspråket är i första hand svenska men flera föreläsningar och litteraturen kommer att vara på engelska och därför behövs grundläggande kunskaper i engelska för att tillgodogöra sig utbildningen. Kostnader för studenten för resor, studiebesök och dyl. kan förekomma. Schema Justeringar av schemat kan förekomma, bland annat beroende på antalet studenter som antas. Schema (. 4-23; jan. 26 May 18) Justeringar av schemat kan förekomma, bland annat beroende på antalet studenter som antas. 5 (7)
Datum Föreläsning Övn. Lärare Modul 1 - Modellering av byggnads energianvändning Torsdag 26 Jan 09.00-12.00 Grunderna i energisystem och energibalans av byggnader OECD/IEA (2013); IEA (2010); Energimyndigheten (2013); Sköldberg et al. (2006) and STEM (2002) AD 13.00-17.00 IP+ (datasal) M1054 Bygga modeller för energisimulering (Simuleringstekniker och modellbyggen I) AD/ UT Joelsson and Gustavsson (2009);Gustavsson et al. (2011); Dodoo et al. (2010); Clarke (2001) 27 Jan 09.00-12.00 M1054 13.00-17.00 M1054 IP+ (datasal) Bygga energisimulering (Brukarindata för energiberäkningar i byggnader) (Ges på engelska) IP+ (datasal) (Utvärdera modellresultat och analys av åtgärder för byggnader) AD/ UT AD/ UT (Ges på engelska) Joelsson and Gustavsson (2009);Gustavsson et al. (2011); Dodoo et al. (2010); Clarke (2001) dag 24 Feb 16.00 Övningsrapport Modul 1 skickas till AD via email Datum Föreläsning Övn. Lärare Modul 2 - Systems upplägg till byggnads energianvändning och tillförsel Torsdag 9 Mars 6 (7)
9.00-12.00 Energisystem i byggnader ID Åberg and Henning (2011); Difs et al. (2010); Joelsson and Gustavsson (2009) 13.00-17.00 Systemanalys av energi i byggnader (Ges på engelska) Lund et al. (2010);; Frederiksen and Werner (2013) 10 Mars 09.00-12.00 13.00-17.00 Energisystem och marginal NT energianvändning I Truong et al. (2013); Lund et al. (2010); Frederiksen and Werner (2013) Energisystem och marginal AD/ NT energianvändning II AD Studenterna presenterar förslag till projektarbete Truong et al. (2013); Lund et al. (2010); Frederiksen and Werner (2013) 14 April 16.00 Övningsrapport Modul 2 skickas till AD via email Modul 3 Projektarbete 19 May 9.00 16.00 Presentation av projektarbete 7 (7)