Summary: LowEx is a low-exergy heating concept developed through a research project led by Skanska. Buildings using the LowEx system are designed with ambitious environmental and sustainability goals, where LowEx has played an important part in both planning and construction phases of the projects. This bachelor thesis examines the differences between the designed and the actual performance of heat pumps, measured as COP (Coefficient of Performance), in a selection of buildings using the LowEx low-temperature system. The study includes five buildings: Edvardsløkka Omsorgsboliger, Vertikal Nydalen, Powerhouse Bolig Gartnersletta, Powerhouse Telemark, and Skavanger Skole. Data was collected through Building Management Systems (BMS) and energy monitoring systems to evaluate the heat pumps’ performance. The analysis considers heat output, electricity used in the pumps, daily average outdoor temperature, borehole temperature, and part-load operation. COP and SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) were calculated in Excel, and the results are shown in graphs. The buildings were also compared with others using conventional heating systems to assess efficiency differences. During data collection, some variation in data quality was observed, which affected the validation process. Some values were thus removed. For periods with good-quality data, there was a clear link between heat output and outdoor temperature, as well as between part-load operation and COP. Borehole temperature had less impact on LowEx systems than on conventional systems, showing the benefits of low-temperature solutions. The SCOP results show variation across the buildings. In some cases, the projected values exceeded the actual performance, while for others, the actual values were higher than those projected. However, the differences were generally small, and the projected values were close to the actual performance in most cases. Several buildings achieved SCOP values up to 5.1, indicating high energy efficiency.
Norsk sammendrag: LowEx er et laveksergi oppvarmingsprinsipp utviklet gjennom et forskningsprosjekt med Skanska i spissen. Alle bygg med LowEx har store miljø og bærekraftsambisjoner der oppvarmingsprinsippet har vært sentralt for prosjekteringen og gjennomføringen av disse byggene.
Denne bacheloroppgaven undersøker forskjellen mellom prosjektert og reell effektfaktor til varmepumper, målt som COP (Coefficient of Performance), i et utvalg bygg med lavtemperatursystemet LowEx.
Effektiviteten til varmepumpene er undersøkt i Edvardsløkka Omsorgsboliger, Vertikal Nydalen, Powerhouse Bolig Gartnersletta, Powerhouse Telemark og Skavanger Skole. Det er for alle byggene hentet ut måledata fra SD-anlegg eller energioppfølgingssystem for videre vurdering av COP til varmepumpene. I analysen er det tatt hensyn til varmeavgivelse, energibruk til pumpe, døgnmiddeltemperatur, brønntemperatur og dellast på varmepumpene. Beregninger av COP og SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) er gjennomført i Excel og resultatene er fremstilt grafisk. Videre er resultatene satt opp mot bygg med konvensjonelle varmeanlegg for å sammenligne effektiviteten.
Ved uthenting av måledata ble det registrert at kvaliteten var noe varierende som har påvirket valideringen av måledataen, og enkelte verdier er sortert ut. For alle periodene med måledata av høy kvalitet er det tydelig sammenheng mellom varmeavgivelse og døgnmiddeltemperatur samt dellastegenskapene og COP til varmepumpen. Variasjoner i brønntemperatur har hatt tydelig mindre påvirkning på LowEx-løsninger kontra konvensjonelle løsninger, og understreker viktigheten for valg av lavtemperaturløsninger.
Resultatene for SCOP er varierende. I noen bygg er prosjekterte verdi høyere enn reell og i andre er det motsatt. Tross forskjellene er avvikene generelt små, og det konkluderes med at prosjekterte verdier i stor grad samsvarer med reelle verdier. Flere av byggene oppnår SCOP-verdier opp mot 5,1, som indikerer høy energieffektivitet.
Supervisor(s): Bente HELLUM (OsloMet).
Acknowledgements: Skansa (Thomas Andre Johnsen and Niels Lassen); OsloMet (Peter G. Schild, Håkon Rikoll Solberg).

Summary: This bachelor thesis explores how solar panels can be optimized in Norway to maximize both energy production and economic potential. The study analyzes the largest cities in each of the country’s five electricity price regions: Oslo (NO1), Kristiansand (NO2), Trondheim (NO3), Tromsø (NO4), and Bergen (NO5). The differences in latitude, climate, and electricity prices between the locations provide good insight into where solar panel installations are most profitable and what types of panels should be used. Two types of solar panels were investigated: conventional, single-sided panels and vertically mounted, double-sided panels. The analysis is based on data for solar irradiation, temperature, snow depth, and precipitation for a typical meteorological year at the locations. Electricity prices from Nord Pool and Statnett were used to assess the economic potential of the different panel configurations. Energy production was calculated using models from Norwegian Standard (NS 3031), adapted for the two panel types. For single-sided panels, the results show that a tilt angle of 46° in Oslo, Trondheim, and Tromsø, and 41° and 40° in Kristiansand and Bergen respectively, provides the highest energy production in a TMY. Optimal orientation is toward the southeast (141°–151°), which enables efficient utilization of early solar irradiation, especially under winter conditions characterized by inversion and high albedo from snow-covered surroundings. For economic potential, the preferred tilt angle increases to between 43 and 48 degrees, depending on the location. This is most profitable when combined with a southeast orientation (149°). Inversion, snow-covered surroundings, high spot prices in the winter months and in the morning make the combination of a relatively steep tilt angle and southeast orientation have the greatest economic potential. Vertically mounted double-sided panels perform best with an east-southeast orientation (118°–138°). This utilizes solar irradiation on both sides, snow reflection, and inversion during the winter months. Generally, single-sided panels produce more energy, but in Tromsø they are surpassed by double-sided panels with 6.2% higher energy production and 22.9% higher economic potential, thanks to low solar elevation and snowy winters. The findings underscore the importance of geography, local climatic conditions, and large variations in spot prices. Single-sided panels are recommended in southern regions (NO1, NO2, NO3, NO5), while double-sided panels are more advantageous in the north (NO4). In Oslo, double-sided panels can be competitive during snowy winters. The study suggests further research on soiling factors at angles over 60 degrees, energy storage and area utilization, and contributes to knowledge about sustainable solar energy in Norway.
Norsk sammendrag: Denne bacheloroppgaven utforsker hvordan solcellepaneler kan optimaliseres i Norge for å maksimere både energiproduksjon og økonomisk potensiale. Studien analyserer de største byene i hver av landets fem strømprisregioner: Oslo (NO1), Kristiansand (NO2), Trondheim (NO3), Tromsø (NO4) og Bergen (NO5). Ulikhetene i breddegrader, klima og strømpriser mellom lokasjonene gir god innsikt i hvor installering av solcelleanlegg er mest lønnsomt, og hva slags paneltyper som bør benyttes. To typer solcellepaneler ble undersøkt: konvensjonelle, ensidige paneler og vertikalt monterte, tosidige paneler. Analysen tar utgangspunkt i data for solinnstråling, temperatur, snødybde og nedbør for et typisk meteorologisk år ved lokasjonene. Strømpriser fra Nord Pool og Statnett ble brukt for å vurdere det økonomiske potensialet til de ulike panelkonfigurasjonene. Energiproduksjonen ble beregnet med modeller fra Norsk Standard (NS 3031), tilpasset de to paneltypene. For ensidige paneler viser resultatene at en helningsvinkel på 46° i Oslo, Trondheim og Tromsø, og henholdsvis 41° og 40° i Kristiansand og Bergen, gir høyest energiproduksjon i et TMY. Optimal orientering er mot sør-øst (141°–151°), noe som muliggjør effektiv utnyttelse av tidlig solinnstråling, spesielt under vinterforhold preget av inversjon og høy albedo fra snødekte omgivelser. For økonomisk potensiale øker foretrukken helningsvinkel til mellom 43 og 48 grader, avhengig av lokasjonen. Dette er mest lønnsomt om det kombineres med en orientering mot sør-øst (149°). Inversjon, snødekte omgivelser, høye spotpriser i vinterhalvåret og om morgenen gjør at kombinasjonen av en relativt bratt helningsvinkel og sør-østlig orientering har størst økonomisk potensial. Vertikalt monterte tosidige paneler yter best med en øst-sørøstlig orientering (118°–138°). Dette utnytter solinnstråling på begge sider, snørefleksjon og inversjon i vintermånedene. Generelt produserer ensidige paneler mer energi, men i Tromsø blir de overgått av tosidige paneler med 6,2 % høyere energiproduksjon og 22,9 % høyere økonomisk potensiale, takket være lav solhøyde og snørike vintre. Funnene understreker betydningen av geografi, lokale klimatiske forhold og store variasjoner i spotpris. Ensidige paneler anbefales i sørlige regioner (NO1, NO2, NO3, NO5), mens tosidige paneler er mer fordelaktige i nord (NO4). I Oslo kan tosidige paneler være konkurransedyktige under snørike vintre. Studien foreslår videre forskning på soilingfaktor ved vinklinger over 60 grader, energilagring og arealutnyttelse, og bidrar til kunnskap om bærekraftig solenergi i Norge.
Supervisor(s): Moon K. KIM (OsloMet).
Acknowledgements: Nord Pool; Statnett; OsloMet (Ernst E. Hempel).

Summary: Purpose: This bachelor thesis investigates the feasibility of implementing seasonal thermal energy storage (STES) in the district heating network of Oslo, based on a hypothetical facility located at the Klemetsrud waste incineration plant. The motivation for this study is the significant heat surplus generated during summer, when waste is continuously incinerated but heating demand is low. Storing this excess heat for use in winter can improve energy efficiency and reduce pressure on the electrical grid. Method: Two seasonal storage technologies are evaluated: pit thermal energy storage (PTES) and borehole thermal energy storage (BTES). The assessment is based on criteria such as energy storage capacity, energy efficiency, temperature range, and flexibility. Case studies from Dronninglund (PTES) and Chifeng (BTES) serve as the basis for the comparison. Results: The results show that PTES offers higher energy density per unit volume and greater initial energy efficiency, especially at high temperatures. BTES is more space-efficient and but is more sensitive to ground conditions, which at Klemetsrud are uneven and characterized by high groundwater levels and bedrock. These conditions give PTES a technical advantage in this context. Conclusion: The thesis concludes that PTES is the most suitable technology for STES at Klemetsrud, particularly in terms of energy efficiency, suitability for high-temperature operation, and compatibility with local ground conditions. Further investigation with detailed geotechnical analysis is recommended to assess if it is practically possible.
Norsk sammendrag: Formål: Denne bacheloroppgaven undersøker muligheten for å ta i bruk sesongbasert termisk energilagring (STES) i fjernvarmenettet i Oslo, med utgangspunkt i et hypotetisk anlegg ved Klemetsrud avfallsforbrenningsanlegg. Bakgrunnen for studien er det betydelige varmeoverskuddet som oppstår om sommeren når avfall forbrennes kontinuerlig, men varmebehovet er lavt. Lagring av denne overskuddsvarmen til bruk om vinteren kan bidra til økt energieffektivitet og redusert belastning på strømnettet. Metode: To teknologier for sesonglagring blir vurdert: pit thermal energy storage (PTES) og borehole thermal energy storage (BTES). Disse vurderes ut fra kriteriene energilagringskapasitet, energieffektivitet, temperaturområde og fleksibilitet. Casestudier fra Dronninglund (PTES) og Chifeng (BTES) brukes som grunnlag for sammenligningen. Resultater: Resultatene viser at PTES gir høyere energitetthet per volumenhet og høyere initial energieffektivitet, spesielt ved høye temperaturer. BTES er mer arealeffektiv, men er mer sensitiv for grunnforhold, som i Klemetsrud er ujevne og preget av høyt grunnvannsnivå og fjell. Disse forholdene gir PTES et teknisk fortrinn i denne konteksten. Konklusjon: Oppgaven konkluderer med at PTES er den mest hensiktsmessige teknologien for sesongbasert termisk energilagring ved Klemetsrud, spesielt med tanke på energieffektivitet, egnethet for høytemperaturdrift og tilpasning til lokale grunnforhold. Det anbefales videre utredning med detaljerte geotekniske analyser for å vurdere praktisk gjennomførbarhet.
Supervisor(s): Heidi LIAVÅG (OsloMet); Jonathan JOHANNES (HӧgforsGST).
Acknowledgements: HӧgforsGST (Jonathan Johannes); Hafslund Celsio.

Summary: In new buildings, HVAC systems account for approximately 20% of total greenhouse gas emissions [1]. Therefore, HVAC is a relevant topic today, especially because of Norway’s national sustainability goals. This bachelor’s thesis analyses greenhouse gas emissions from a district heating compared to an alternative heat pump system, installed in a residential building (Solhøgdavegen 43). The study is based on Environmental Product Declarations (EPDs) for the products included in the two energy systems. The documentation covers the Global Warming Potential (GWP) throughout all life cycle stages the product undergoes. Life Cycle Assessments (LCA) have been carried out for each individual component for comparing the total emissions from the different energy systems. The thesis analyses greenhouse gas emissions for two different scenarios, using both the Norwegian electricity mix and the Europe 28 + NO electricity mix. The energy system in the residential building was originally designed with a district heating system. To assess greenhouse gas emissions, a heat pump system was dimensioned solely for comparison purposes. To ensure a fair comparison, most components in the existing district heating system were retained. The method used in this study is CIBSE TM65 [2]. For components without an available EPD, greenhouse gas emissions were either estimated based om material composition or replaced with a similar component serving the same function. The thesis places particular emphasis on greenhouse gas emissions in residential buildings using environmental product declarations. The results show that the heat pump system in Scenario 2 has 21.7% higher greenhouse gas emissions than the district heating system, while the heat pump system in Scenario 1 has approximately 53.3% lower emissions than the district heating system. This is due to energy use in the operational phase (B6). The bachelor’s thesis presents an estimate comparing district heating and heat pump systems. However, the lack of available EPDs makes it challenging to achieve completely accurate results. This highlights the need for stronger requirements for suppliers to provide environmental data for their products. The thesis has certain limitations and uncertainties, which have been addressed by including uncertainty factors to achieve a more optimal estimate.
Norsk sammendrag: I nye bygg står VVS-anleggene for omtrent 20 % av de totale klimagassutslippene [1], Derfor er det relevant i dagens samfunn å belyse temaet bærekraftig VVS, særlig med tanke på Norges nasjonale bærekraftsmål. Denne bacheloroppgaven analyserer klimagassutslipp fra en fjernvarmesentral sammenlignet med et alternativt varmepumpesystem, installert i en boligblokk (Solhøgdavegen 43). Studien tar utgangspunkt i miljødeklarasjoner (EPD-er) for produktene som inngår i de to energisystemene. Det er utført livsløpsvurderinger (LCA) for hver enkelt komponent som danner grunnlaget for sammenligning av totalutslipp fra de ulike energisentralene. Oppgaven analyserer klimagassutslippet for to ulike scenarioer, der en norsk forbruksmiks og Europa 28 + NO forbruksmiks er benyttet. Energisentralen i boligblokken er opprinnelig prosjektert med et fjernvarmesystem. For å vurdere klimagassutslippet, har det blitt dimensjonert et varmepumpesystem kun for sammenligning. For å sikre en rettferdig sammenligning er de fleste komponentene i den eksisterende fjernvarmesentralen beholdt. Metoden som benyttes i denne studien er CIBSE TM65 [2]. For komponenter uten tilgjengelig EPD er klimagassutslipp enten estimert basert på materialsammensetning, eller erstattet med en tilsvarende komponent med samme bruksområde. Oppgaven legger særlig vekt på klimagassutslipp i boligblokk ved bruk av miljødeklarasjoner. Resultatet viser at varmepumpesystemet i Scenario 2 har 21,7 % høyere klimagassutslipp enn fjernvarmesystemet, mens varmepumpesystemet i Scenario 1 har omtrent 53,3 % lavere utslipp enn fjernvarmesystemet. Dette skyldes energibruken i driftsfasen (B6). Bacheloroppgaven presenterer et estimat som gir en sammenligning mellom fjernvarme og varmepumpe. Mangelen på tilgjengelige EPD-er gjør det imidlertid utfordrende å oppnå helt presise resultater. Dette viser behovet for et sterkere krav til leverandører om å tilgjengeliggjøre miljødata for produktene sine. Oppgaven har enkelte begrensninger og usikkerhetsmomenter, noe som er håndtert ved å inkludere usikkerhetsfaktorer for å oppnå et mer optimalt estimat.
Research project: : Grønn VVS.
Supervisor(s): Habtamu Bayera MADESSA (OsloMet).
Acknowledgements: Multiconsult (Anders Reinertsen Liaøy, Haakon Halla); OsloMet (Peter G. Schild).

Summary: This bachelor’s thesis investigates the filtration efficiency of an F7 bag filter and an electrostatic precipitator for airborne particles in the ventilation air of a Danish hospital. As people spend the majority of their time indoors, the building’s ventilation system functions as the “lungs” of the building and plays a crucial role in indoor air quality and occupant health. Airborne particulate matter is known to contribute to a range of health issues, and effective filtration solutions before the air is supplied to indoor spaces are therefore of great importance. The objective of this study is to assess how effectively an electrostatic precipitator performs in comparison to a conventional F7 bag filter in a ventilation system. The research question addressed is: “How effectively does an F7 bag filter and an electrostatic precipitator reduce particles in the ventilation air of a hospital in Denmark?” Based on this, relevant sub-questions have been formulated. The dataset was obtained from Airzen’s cloud-based platform and consists of sensor measurements capturing both particle number concentration and particle mass concentration across different aerodynamic diameters. The data were processed using Excel (version 2503) and visualized graphically to calculate and illustrate filtration efficiency. The study is based on a quantitative analysis over a period of twelve consecutive months. The analysis shows that the electrostatic precipitator consistently demonstrated higher efficiency than the F7 bag filter for particles with aerodynamic diameters between 0.1 and 5 μm. For particles larger than 5 μm, the filters showed approximately equal performance. Furthermore, the analysis revealed that, following filter replacement, the F7 bag filter occasionally performed equally well or even better than the electrostatic precipitator. Based on the results, the use of electrostatic precipitators in hospital environments is recommended, particularly for filtering the smallest particles that may carry infectious microorganisms. It is emphasized that this thesis is based solely on particle measurements and does not evaluate the direct presence of microorganisms or chemical by-products such as ozone. Additionally, it is recommended that F7 bag filters be replaced twice a year to ensure optimal performance. With more time and resources, it would have been relevant to examine the energy costs associated with filter operation over extended periods, as well as potential ozone production from the electrostatic precipitator.
Norsk sammendrag: Denne bacheloroppgaven undersøker filtreringseffektiviteten til et F7-posefilter og en elektrostatisk utskiller for partikler i ventilasjonssystemet ved et dansk sykehus. Ettersom mennesker tilbringer mesteparten av dagen innendørs, fungerer ventilasjonsanlegget i bygninger som “lungene” i bygget og spiller dermed en avgjørende rolle for innemiljø og helse. Svevestøv er kjent for å være medvirkende årsak til en rekke sykdommer, og effektive filtreringsløsninger før luften tilføres rommet er derfor av stor betydning. Formålet med oppgaven er å undersøke hvor effektivt en elektrostatisk utskiller fungerer sammenlignet med et tradisjonelt F7-posefilter i ventilasjonssystemer. Problemstillingen som belyses er: «Hvor effektivt reduserer et F7-posefilter og en elektrostatisk utskiller partikler i ventilasjonsluften på et sykehus i Danmark?». På bakgrunn av denne problemstillingen er det formulert relevante forskningsspørsmål. Datagrunnlaget er hentet fra Airzens skybaserte plattform, og består av målinger fra sensorer som registrerer både partikkelantall og partikkelmassekonsentrasjon for partikler med ulike aerodynamiske diametere. Dataene er bearbeidet i Excel (versjon 2503) og fremstilt grafisk, med hensikt å beregne og visualisere filtreringseffektivitet. Studien er basert på en kvantitativ analyse over en periode på tolv sammenhengende måneder. Analysen viser at den elektrostatiske utskilleren gjennomgående har høyere effektivitet enn F7-posefilteret for partikler med aerodynamisk diameter mellom 0,1 og 5 μm. For partikler større enn 5 μm viste filtrene tilnærmet lik filtreringseffektivitet. Videre viste analysen at F7-posefilteret etter filterbytte i flere tilfeller presterte like godt, og tidvis bedre, enn den elektrostatiske utskilleren. Basert på resultatene anbefales bruk av elektrostatisk utskiller i sykehusmiljøer, særlig med tanke på filtrering av de minste partiklene som kan bære smittsomme mikroorganismer. Det understrekes at oppgaven kun tar utgangspunkt i partikkelmålinger, og ikke vurderer direkte forekomst av mikroorganismer eller kjemiske biprodukter som ozon. I tillegg anbefales det at F7-posefilter skiftes ut to ganger i året for å sikre optimal ytelse. Dersom mer tid og ressurser hadde vært tilgjengelig, ville det vært interessant å undersøke energikostnadene knyttet til driften av filtrene over lengre tidsperioder, samt vurdere eventuell ozonproduksjon fra den elektrostatiske utskilleren.
Supervisor(s): Therese Nitter MOAZAMI (OsloMet).
Acknowledgements: EV Gruppen; Airzens.

Summary: The thesis explores the impact of variable compressor efficiency on the performance of air-to-air heat pumps utilizing refrigerant R290 (propane) through the vapor compression cycle (VCC). The study ad-dresses a common simplification in existing heat pump models: the assumption of fixed compressor efficiency. This overlooks the variations in compressor efficiency under real-world operating conditions, particularly during partial load conditions. By developing a refined model that incorporates variable compressor efficiency, this research aims to provide a more accurate depiction of heat pump perfor-mance, contributing to the advancement of efficient heating technologies for buildings. Building upon the foundational works of mainly Ouadha et al. (2008), Corberan et al. (2000) and Allen et al. (2023), we implemented a compressor model that integrates variable isentropic and volumetric efficiencies as polynomial functions of the pressure ratio (PR), derived from Ouadha et al. The model uses a Python-based VCC-model from Allen et al. and the CoolProp library. Our simulations, conducted in Python, focus on the thermodynamic behavior of R290 under varying conditions, with an emphasis on heat pump capacity and partial load operations. Our results show relationships between compressor efficiency and heat pump performance. The T-s and P-h diagrams demonstrate that higher isentropic compressor efficiency results in a decrease in evapo-rator temperature for the same condenser heat capacity for the same cycle. This suggests that improved compressor efficiency enhances the refrigeration effect by lowering the evaporation temperature, hence optimizing the cycle’s thermodynamic performance. Additionally, the COP curves show a rapid increase in COP at the transition point where the compressor load becomes part load. This highlights the effi-ciency gains under reduced load conditions. The load duration curve further indicates a positive corre-lation between lower compressor efficiency and higher condenser capacity, which can be attributed to larger enthalpy changes across the condenser. Specifically, the diagrams show that the enthalpy change through the condenser is lowest for a compressor efficiency of 1 (theoretical max), while lower efficien-cies (like 0.5 or polynomial-based) result in greater enthalpy changes, increasing condenser capacity. Despite these insights, the model is constrained by a pressure ratio range of 1.5 < PR < 7, which limits the variability of the isentropic efficiency for compressors modeled as a function of PR. When executing the code, the cycle typically operates just below the upper limit of PR = 7, causing the variable isentropic efficiency to appear relatively constant when plotted against fixed efficiencies of 0.5 and 1. This stability is shown clearly in the COP and capacity – duration plots. This reduces the model’s ability to capture the full range of variability in operating the compressor. Our research addresses three key questions: (1) the impact of variable compressor efficiency on heat pump capacity, based on the compressor model from Ouadha et al. and Corberan et al.; (2) a comparison of modeled heat pump capacity with SN-NSPEK 3031:2023 Table K.13 values; and (3) a comparison of COP with the same standard. Our findings suggest that incorporating variable compressor efficiency offers a more accurate evaluation of heat pump capacity and COP at partial loads, showing efficiency gains as the load diminishes. Nevertheless, the model's linear relationship between capacity and out-door temperatures, coupled with the restrictive PR range, prevents full alignment with the non-linear performance characteristics anticipated by SN-NSPEK 3031:2023, thereby identifying possibilities for future model development.
Norsk sammendrag: Denne bacheloroppgaven utforsker virkningen av variabel kompressoreffektivitet på ytelsen til luft-til-luft varmepumper som bruker kjølemediet R290 (propan) gjennom dampkompresjonssyklusen (VCC). Studien anvender en vanlig forenkling i eksisterende varmepumpemodeller: Antakelsen om konstant kompressoreffektivitet. Det kan ignorere de betydelige variasjonene i kompressoreffektivitet under re-elle driftsforhold, spesielt under dellast. Ved å utvikle en forbedret modell som inkluderer variabel kompressoreffektivitet, har denne forskningen som mål å gi en mer nøyaktig fremstilling av varmepum-pens ytelse, og dermed bidra til utviklingen av effektive oppvarmingsteknologier for bygninger. Ved å bygge på arbeid fra Ouadha et al. (2008), Corberan et al. (2000) og Allen et al (2023), iverksatte vi en kompressormodell som innpasser variable isentropiske og volumetriske effektiviteter som poly-nomfunksjoner av trykkforholdet (PR), avledet fra Ouadha et al. Modellen vår bruker verktøy fra Allen et al., inkludert plottingsfunksjoner, en VCC-modell og CoolProp-biblioteket. Våre simuleringer, utført i Python, setter søkelys på den termodynamiske oppførselen til R290 under varierende forhold, med vekt på dellastoperasjoner. Våre resultater viser sammenhenger mellom kompressoreffektivitet og varmepumpens ytelse. Resulte-rende T-s- og P-h-diagram demonstrerer at høyere isentropisk kompressoreffektivitet resulterer i en lavere fordampningstemperatur for samme kondensatorkapasitet for samme syklus. Dette antyder at forbedret kompressoreffektivitet forbedrer kjøleeffekten ved å senke fordampningstemperaturen, og dermed optimalisere syklusens termodynamiske ytelse. I tillegg viser COP-kurvene en rask økning i COP ved overgangspunktet der kompressorbelastningen blir dellast. Dette fremhever effektivitetsgevinstene under reduserte belastningsforhold. Effektvarighetskurven indikerer videre en positiv korrelasjon mel-lom lavere kompressoreffektivitet og høyere kondensatorkapasitet, noe som kan tilskrives større ental-piforandringer over kondensatoren. Spesifikt viser diagrammene at entalpiforandringen gjennom kon-densatoren er lavest for en kompressoreffektivitet på 1 (teoretisk maks), mens lavere effektiviteter (som 0,5 eller polynom-basert) resulterer i større entalpiforandringer, noe som øker kondensatorkapa-siteten. Til tross for disse innsiktene er modellen begrenset av et trykkforholdsområde på 1.5<PR<7, noe som begrenser variasjonen til den isentropiske effektiviteten for kompressorer modellert som en funksjon av PR. Ved kjøring av koden opererer syklusen typisk like under øvre grense for PR = 7, noe som fører til at den variable isentropiske effektiviteten fremstår som relativt konstant når den plottes mot faste effektiviteter på 0,5 og 1. Denne stabiliteten vises tydelig i COP- og kapasitet-varighetsplott. Dette redu-serer modellens evne til å fange opp hele spekteret av variabilitet i kompressorens drift. Vår forskning sikter tre sentrale spørsmål: (1) virkningen av variabel kompressoreffektivitet på varme-pumpens kapasitet, basert på kompressormodellen fra Ouadha et al. og Corberan et al.; (2) en sammen-ligning av modellert varmepumpekapasitet med SN-NSPEK 3031:2023 Tabell K.13-verdier; og (3) en sammenligning av COP med samme standard. Våre funn antyder at innlemmelse av variabel kompres-soreffektivitet gir en mer nøyaktig evaluering av varmepumpens kapasitet og COP ved dellast, og viser effektivitetsgevinster når belastningen avtar. Likevel forhindrer modellens lineære forhold mellom ka-pasitet og utendørstemperaturer, kombinert med det restriktive PR-området, full overensstemmelse med de ikke-lineære ytelsesegenskapene forventet av SN-NSPEK 3031:2023, og identifiserer dermed muligheter for fremtidig utvikling av modellen vår.
Supervisor(s): Rebecca ALLEN (OsloMet).

Summary: This bachelor’s thesis investigates how different office layouts, and the integration of smart control systems affect energy consumption and indoor climate in commercial buildings. The study simulates the 3rd floor of the renovated Bravida building in Oslo using the simulation tool IDA-ICE 5.1. Three scenarios were analysed: Closed Office Landscape Standard HVAC, Open Office Landscape Standard HVAC, and Closed Office Landscape with Smart Control (VAV). The results indicate that all scenarios maintain acceptable thermal comfort. The Closed Office Landscape with Smart Control (VAV) stood out with superior comfort, where 0% of hours exceeded 26°C in both the worst and average zones, compared to Closed Office Landscape Standard HVAC (14%) and Open Office Landscape Standard HVAC (5%). The VAV scenario also demonstrated the lowest total energy demand at 72.0 kWh/m², representing a reduction of approximately 22% compared to Closed Office Landscape Standard HVAC (92.5 kWh/m²) and 19% compared to Open Office Landscape Standard HVAC (89.2 kWh/m²). This reduction was primarily due to a significantly lower demand for district cooling, resulting from the implementation of automatic solar shading and optimization of HVAC systems. The positive impact on energy efficiency is also reflected in lower CO₂ emissions for the VAV scenario (22.9 kg/m²), compared to the standard solutions. The study concludes that smart control systems are key to optimizing energy consumption and improving thermal comfort in commercial buildings, contributing to the achievement of ambitious energy targets in rehabilitation projects.
Norsk sammendrag: Denne bacheloroppgaven utforsker hvordan ulike kontorløsninger og integrering av smarte styringssystemer påvirker energiforbruket og inneklimaet i næringsbygg. Studien simulerer 3. etasje av det rehabiliterte Bravidabygget i Oslo ved bruk av simuleringsverktøyet IDA-ICE 5.1. Tre scenarier ble analysert: Lukket Kontorlandskap Standard HVAC, Åpent Kontorlandskap Standard HVAC, og Lukket Kontorlandskap med Smart Styring (VAV). Resultatene viser at alle scenarioene opprettholder akseptabel termisk komfort. Det Lukkede Kontorlandskapet med Smart Styring (VAV) utmerket seg med overlegen komfort, der 0% av timene oversteg 26°C i både verste og gjennomsnittlig sone, sammenlignet med Lukket Standard HVAC (14%) og Åpent Standard HVAC (5%). VAV-scenarioet demonstrerte også det laveste totale energibehovet med 72.0 kWh/m², som representerer en reduksjon på omtrent 22% sammenlignet med Lukket Standard HVAC (92.5 kWh/m²) og 19% sammenlignet med Åpent Standard HVAC (89.2 kWh/m²). Denne reduksjonen skyldtes primært et markant lavere behov for fjernkjøling som følge av implementering av automatisk solskjerming og optimalisering av HVAC-systemene. Den positive effekten av energieffektiviteten reflekteres også i lavere CO₂-utslipp for VAV-scenarioet (22.9 kg/m²), sammenlignet med standard-løsningene. Studien konkluderer med at smarte styringssystemer er nøkkelen til å optimalisere energiforbruket og forbedre termisk komfort i næringsbygg, og bidrar til å oppnå ambisiøse energimål i rehabiliteringsprosjekter.
Supervisor(s): Heidi LIAVÅG & Ernst Erik HEMPEL (OsloMet).
Acknowledgements: Bravida Norge AS (Tobias Lynghaug).

Summary: This bachelor thesis investigates the technical lifespan and environmental impact of air-to-water and water-to-water heat pumps installed in Norwegian buildings. The study was conducted in collaboration with AF Energi and is based on operational data from 69 heat pumps, including service and maintenance records from both AF Energi and Oslobygg KF. The objective was to assess actual service life, compare it with theoretical and manufacturer-provided estimates, and evaluate the total greenhouse gas emissions from maintenance and component replacement. Two statistical methods were applied for the lifespan analysis: Kaplan-Meier method and the Weibull distribution. The results indicate that water-to-water heat pumps generally exceed 17 years of service life. For air-to-water heat pumps, the service life could not be fully estimated due to a limited observation period. Further analysis suggests that compressor failures occur significantly more frequently in air-to-water systems compared to water-to-water systems, identifying the compressor as the most failure-prone component in both heat pumps. A life cycle assessment (LCA) based on available EPDs was conducted to evaluate greenhouse gas emissions across the entire life cycle of the systems, from production (A1–A3) to end-of-life (C1–C4). Maintenance and component replacement (B4 phase) were found to be the largest contributors to emissions for both heat pump types, amounting to 8033 kg CO₂e for the air-to-water system (RSL of 15 years) and 4074 kg CO₂e for the water-to-water system (RSL of 22 years). The choice of refrigerant plays a critical role in climate impact. High-GWP refrigerants such as R-410A, still present in existing systems; were identified as a major source of emissions due to leakage and are commonly associated with system failures. These refrigerants are currently being phased out in new installations in accordance with the revised F-gas Regulation (2024/573) (EU, 2024). The thesis recommends aligning RSL more closely with observed lifespans and implementing more consistent maintenance and service routines to reduce the need for full system replacement. Extending the technical lifespan of heat pumps through targeted maintenance could significantly reduce both resource use and greenhouse gas emissions.
Norsk sammendrag: Denne bacheloroppgaven undersøker teknisk levetid og miljøpåvirkning fra luft-til-vann og væske-til-vann-varmepumper installert i norske bygninger. AF Energi har vært vår hovedsamarbeidspartner i denne studien. Analysene bygger på et datagrunnlag bestående av drifts-, service- og vedlikeholdsrapporter for 69 varmepumper, gitt fra AF Energi og Oslobygg KF. Målet har vært å kartlegge faktisk levetid, sammenligne den med produsentens og teoretiske estimater, og vurdere hvordan vedlikehold og utskifting påvirker det totale klimagassutslipp. To statistiske metoder er benyttet for levetidsanalyser: Kaplan-Meier metode og Weibull-fordeling. Analysene viser at væske-til-vann-varmepumper generelt har en levetid som overstiger 17 år. For luft-til-vann-varmepumper kunne levetiden ikke estimeres fullt ut på grunn av begrenset observasjonsperiode. Videre analyser indikerer at kompressorsvikt forekommer langt hyppigere i luft-vann enn i væske-til-vann-anlegg. Kompressoren fremstår som den mest sårbare komponenten i begge systemene. Gjennom LCA fra tilgjengelige EPD dokumentasjon ble klimagassutslippene vurdert i hele livsløpet til systemene, fra produksjon (A1–A3) til avhending (C1–C4). Vedlikehold og utskifting (fase B4) ble estimert den største kilden til klimagassutslipp for begge varmepumpetypene, med 8033 kgCO₂e for luft-til-vann varmepumpen som hadde RSL på 15 år, og 4074 kg CO₂e for væske-til-vann med lengre RSL på 22 år. Valg av Kjølemediet har stor innvirkning på klimaavtrykket. Høy-GWP-medier som R-410A er fortsatt i bruk i eksisterende anlegg, der lekkasjer utgjør en betydelig kilde til klimagassutslipp og ble merket som en vanlig feiltype. Slike medier er nå i ferd med å fases ut i nyere installasjoner ifølge F-gass-forordningen (2024/573) (EU, 2024). Oppgaven anbefaler bedre tilpasning av RSL til faktisk levetid og mer regelmessig vedlikeholdsrutiner og service for å unngå fullutskiftning av varmepumper. Forlengelse av varmepumpenes tekniske levetid gjennom målrettet vedlikehold kan redusere både ressursforbruk og klimagassutslipp vesentlig.
Supervisor(s): Bente HELLUM (OsloMet).
Acknowledgements: AF Energi (Dina Ødegaard); Oslobygg KF (Mehrdad Rabani).

Summary: This thesis has examined energy use and indoor climate in two office buildings with different levels of building automation. The aim has been to assess how smart building features perform in practice, and whether they contribute to reduced energy consumption without negatively affecting user comfort. The study is based on Karvesvingen 2 (K2) and Karvesvingen 5 (K5), two office buildings with comparable construction standards and climatic conditions, but with different technical solutions. K2 is equipped with a simpler building management system (BMS) and approximately 200 sensors, whereas K5 features advanced automation and more than 6,000 integrated sensors monitoring temperature, occupancy, light levels, humidity, and CO₂ concentration. The dataset includes energy logs obtained from the Energinet system, temperature logs from selected office zones, as well as indoor climate reports and technical documentation from the buildings’ facility management systems. Energy consumption has been analyzed over full calendar years, as well as for selected weeks in 2024 and 2025 representing winter, transitional, and cooling periods. To ensure fair comparison, energy data were degree-day corrected and normalized by floor area. The thesis is structured with a theoretical framework, followed by methodology and data basis, then analysis and discussion, and concludes with final remarks and suggestions for further work. The results show that K5 has consistently had higher specific energy consumption than K2 across all analyzed years, despite higher technological complexity and more advanced smart functions. Indoor climate measurements indicate that both buildings largely meet recommended temperature thresholds, with only minor variations between them. In K2, a series of indoor climate improvements were implemented during the project period, including adjustments to operating hours and removal of local temperature control, which improved user comfort without significantly increasing energy use. In K5, several of the most advanced functions—such as base load reduction and overtime zones—were found to be either inactive or only partially implemented. This may explain why the advanced automation system has not resulted in lower energy consumption. The analysis suggests that the benefits of smart technologies are closely tied to how well the systems are adapted to actual use and how they are operated over time. The findings of this thesis indicate that a higher degree of building automation does not automatically lead to reduced energy use in practice. Effective use of smart technologies requires skilled operations personnel, ongoing monitoring, and established routines for maintenance and optimization. The technology holds great potential, but realizing its benefits requires sustained effort throughout the building’s lifetime. It is important to note that K5 represents an early generation of smart buildings, and the experiences from this project provide valuable insight into how such systems perform in real-world settings. Several functions, such as base load reduction and overtime zones, were not fully utilized due to practical challenges related to tenant structure, system compatibility, and user experience. This demonstrates that the implementation of smart technologies must be tailored to how the building is used and managed, including considerations for tenants, technical integration, and ease of use. The results therefore highlight the need for flexible solutions, user engagement, and the continued development of technology that better accommodates real operational conditions. These insights offer useful lessons for future smart building projects and contribute to the evolution of secondgeneration systems.
Norsk sammendrag: Denne oppgaven har undersøkt energibruk og inneklima i to kontorbygg med ulike nivåer av byggautomasjon. Hensikten har vært å vurdere hvordan smarte byggfunksjoner fungerer i praksis, og om de bidrar til redusert energibruk uten negativ påvirkning på brukernes komfort. Studien er basert på Karvesvingen 2 (K2) og Karvesvingen 5 (K5), to kontorbygg med tilsvarende bygningsstandard og klimatiske forhold, men med ulike tekniske løsninger. K2 benytter et enklere SD-anlegg og har om lag 200 sensorer, mens K5 er utstyrt med avansert automasjon og over 6000 integrerte sensorer som registrerer blant annet temperatur, tilstedeværelse, lysnivå, fuktighet og CO2. Datagrunnlaget i oppgaven består av energilogger hentet fra Energinet, temperaturlogger fra utvalgte kontorarealer, samt rapport knyttet til inneklima og teknisk dokumentasjon fra byggenes FDV-systemer. Energibruken er analysert for hele kalenderår, samt for utvalgte uker i 2024 og 2025, valgt for å representere både kald-, mellom- og kjøleperioder. For rettferdig sammenligning er energiforbruket graddagskorrigert og normalisert mot bruksareal. Oppgavens struktur begynner med en teoridel, metode og datagrunnlag, etterfulgt av analyser og diskusjon, før den avsluttes med konklusjon og forslag til videre arbeid. Resultatene viser at K5 har hatt høyere spesifikk energibruk enn K2 i samtlige år som er undersøkt, til tross for høyere teknologisk kompleksitet og flere smartfunksjoner. Inneklimamålingene viser at begge byggene i stor grad tilfredsstiller anbefalte temperaturgrenser, og at variasjonene mellom byggene er små. I K2 ble det i løpet av en prosjektperiode gjennomført inneklimatiltak, som blant annet innebar justering av driftstider og fjerning av lokal temperaturstyring, noe som bidro til forbedret komfortopplevelse uten betydelig økt energibruk. I K5 ble det identifisert at flere av de mest avanserte funksjonene, som grunnlastkutter og overtidssoner, ikke var i bruk eller kun delvis implementert. Dette kan forklare hvorfor den avanserte automasjonen ikke har resultert i lavere energiforbruk. Analysen viser dermed at nytteverdien av smartteknologi er tett knyttet til hvor godt systemene er tilpasset faktisk bruk, og hvordan de driftes over tid. Funnene i denne oppgaven viser at økt grad av byggautomasjon ikke nødvendigvis gir lavere energibruk i praksis. Effektiv bruk av smartteknologi krever kompetent driftspersonell, kontinuerlig oppfølging og gode rutiner for vedlikehold og optimalisering. Teknologien har et stort potensial, men realiseringen av gevinstene forutsetter målrettet innsats gjennom hele byggets levetid. Det er viktig å merke seg at K5 representerer en tidlig generasjon smartbygg, og erfaringene fra dette prosjektet gir verdifull innsikt i hvordan slike løsninger fungerer i praksis. Flere av funksjonene, som grunnlastkutter og overtidssone, ble ikke fullt tatt i bruk som følge av praktiske problemer knyttet til leietakerstruktur, systemkompatibilitet og brukeropplevelse. Dette viser at innføringen av smartteknologi må tilpasses hvordan bygget brukes og driftes i praksis, inkludert hensyn til leietakere, teknisk kompatibilitet og brukervennlighet. Resultatene fra oppgaven understreker derfor behovet for fleksible løsninger, dialog med brukerne og videreutvikling av teknologi som bedre tar høyde for faktisk bruk og driftssituasjon. Dette gir nyttige lærdommer for fremtidige smartbyggprosjekter og bidrar til videre utvikling av andre generasjons systemer.
Supervisor(s): Heidi LIAVÅG & Håkon Rikoll SOLBERG (OsloMet).
Acknowledgements: Höegh Eiendom (Jennifer Lamson).