Summary: This bachelor thesis measures for energy efficiency improvements in Norwegian sports facilities with focus on energy savings and economic profitability. The background for the thesis is the high energy consumption in Norwegian sports facilities and the economic challenges this may lead to for sports clubs and municipalities. The thesis was carried out in collaboration with SIAT and the Norges idrettsforbund, and includes three different case buildings: Nesodden tennishall, Nesodden klubbhus and Heming flerbrukshall. Inspections of all the buildings were carried out, technical data was collected and energy simulations were performed in SIMIEN PRO. Furthermore, different measures were evaluated and analyzed regarding energy savings, replacing light, installing heat pumps, additional insulation, replacement of windows and installation og solar panels. The results show that measures such as LED-lighting and heat generally provide the greatest savings in relation to the investment cost. Looking at the more expensive measures, replacement of ventilation units will provide large savings over time. Additional insulation and replacement of windows provide some energy savings, but often have a long payback period. The thesis concludes that there is great potential for improving energy efficiency in Norwegian sports facilities. For many facilities, it will be more relevant to prioritize technical measures with low investment costs. It is recommended to obtain offers from several different suppliers and investigate which resource people are available in the clubs to carry out these measures through voluntary work.
Norsk sammendrag: Denne bacheloroppgaven undersøker tiltak for energieffektivisering av norske idrettsanlegg med fokus på energibesparelse og økonomisk lønnsomhet. Bakgrunnen for oppgaven er det høye energiforbruket i norske idrettsanlegg og de økonomiske utfordringene dette kan medføre for idrettslag og kommuner. Oppgaven er gjennomført i samarbeid med SIAT og Norges idrettsforbund, og omfatter tre ulike casebygg: Nesodden tennishall, Nesodden klubbhus og Heming flerbrukshall. Det er gjennomført befaring av alle byggene, innhentet teknisk data og energisimuleringer i SIMIEN PRO. Vider er det sett på ulike tiltak og analysert hvor mye energibesparelse, investeringskostnad og hvor lang tilbakebetalingstiden er. Tiltakene som er vurdert inkluderer oppgradering av ventilasjonsanlegg, utskifting av belysning, installasjon av varmepumper, etterisolering, utskifting av vinduer og montering av solcellepaneler. Resultatene viser at tiltak som LED-belysning og varmepumper generelt gir størst besparelse i forhold til investeringskostnaden. Ser man på de litt mer kostbare tiltakene vil utskifting av ventilasjonsaggregat utgjøre store besparelser over tid. Etterisolering og utskifting av vinduer gir noe energibesparelse, men har ofte lang tilbakebetalingstid. Oppgaven konkluderer med at det finnes er stort potensial for å energieffektivisere norske idrettsanlegg. For mange vil det være med relevant å prioritere tekniske tiltak med lav investeringskostnad. Det anbefales å innhente tilbud fra flere forskjellige leverandører og undersøke hvilke ressurspersoner man har i klubbene for å utføre disse tiltakene på dugnad.
Supervisor(s): Habtamu Bayera MADESSA (OsloMet), Ole Øiene SMEDEGÅRD (SIAT).
Acknowledgements: Senter for idrettsanlegg og teknologi (SIAT); Norges idrettsforbund (NIF).
Full text permalink: https://hdl.handle.net/11250/5552990

Summary: This bachelor thesis investigates the accuracy of the simulation tools Earth Energy Designer (EED) and pygfunction for calculating brine temperatures in ground source heat pump systems. The objective has been to evaluate whether the tools provide accurate predictions compared to measured data from operational installations, and to assess whether the open-source Python library pygfunction can serve as a free alternative to EED. Seven ground source heat pump installations in Norway with varying size and borehole configuration are included in the study. For each installation, simulations have been carried out in both EED and pygfunction based on real energy data and borehole parameters. The results are compared with measured brine temperatures from the heat pumps, and the deviations are evaluated using coefficient of determination (R²), Root Mean Square Error (RMSE) and Mean Absolute Error (MAE). In addition, a sensitivity analysis has been performed to investigate which parameters have the greatest influence on simulated brine temperature. The results indicate that both EED and pygfunction provide good predictions of brine temperature, with an average R² value of 0.885 across the seven case studies. A direct comparison of the tools using identical input data yields an R² value of 0.986, suggesting that pygfunction can be considered a fully viable and free alternative to EED. The deviations are largest for installations that use active seasonal regeneration, with an average RMSE of 2.75 °C and MAE of 2.00 °C, compared to 0.99 °C and 0.79 °C respectively for installations without regeneration. This indicates that the simulation tools have limitations in modelling active regeneration. The sensitivity analysis shows that brine temperature is most sensitive to ground temperature, borehole depth, and the thermal conductivity of the bedrock, which underlines the importance of conducting a thermal response test (TRT) prior to dimensioning. The study concludes that both EED and pygfunction are suitable tools for the design of ground source heat pump systems, and that pygfunction is a genuine alternative to EED. At the same time, clear limitations have been identified in the modelling of installations with active regeneration. Future work should investigate additional installations and take a closer look at the deviations that occur in installations with regeneration.
Norsk sammendrag: Denne bacheloroppgaven undersøker nøyaktigheten til simuleringsverktøyene Earth Energy Designer (EED) og pygfunction for beregning av brinetemperatur i bergvarmeanlegg. Målet har vært å vurdere om verktøyene gir gode prediksjoner sammenlignet med målte data fra anlegg i drift, og å undersøke om det åpne Python-biblioteket pygfunction kan fungere som et gratis alternativ til EED. Syv bergvarmeanlegg i Norge med varierende størrelse og brønnparkkonfigurasjon er inkludert i studien. For hvert anlegg er det gjennomført simuleringer i både EED og pygfunction basert på reelle energidata og brønnparametere. Resultatene er sammenlignet med målte brinetemperaturer fra varmepumpenes driftsdata, og avvikene er evaluert ved bruk av determinasjonskoeffisienten (R²), Root Mean Square Error (RMSE) og Mean Absolute Error (MAE). Det er i tillegg utført en sensitivitetsanalyse for å undersøke hvilke parametere som har størst påvirkning på simulert brinetemperatur. Resultatene indikerer at både EED og pygfunction gir god prediksjon av brinetemperaturen, med en gjennomsnittlig R²-verdi på 0,885 over de syv case-studiene. En direkte sammenligning av verktøyene med identisk inndata gir en R²-verdi på 0,986, noe som tyder på at pygfunction kan anses som et fullverdig og gratis alternativ til EED. Avvikene er størst ved anlegg som benytter aktiv sesongbasert regenerering, med en gjennomsnittlig RMSE på 2,75 °C og MAE på 2,00 °C, mot henholdsvis 0,99 °C og 0,79 °C for anlegg uten regenerering. Sensitivitetsanalysen viser at brinetemperaturen er mest følsom for grunntemperatur, brønndybde og bergets termiske konduktivitet, noe som understreker viktigheten av å gjennomføre Termisk Respons Test (TRT) før dimensjonering. Studien konkluderer med at både EED og pygfunction er egnede verktøy for prosjektering av bergvarmeanlegg, og at pygfunction fremstår som et reelt alternativ til EED. Samtidig er det avdekket tydelige begrensninger ved modellering av anlegg med aktiv regenerering. Fremtidig arbeid bør undersøke flere anlegg og spesielt se nærmere på avviket som oppstår ved anlegg med regenerering.
Supervisor(s): Habtamu Bayera MADESSA (OsloMet).
Acknowledgements: Nordisk Energikontroll (Tor Sveine).
Full text permalink: https://hdl.handle.net/11250/5552946

Summary: This bachelor thesis investigates how dynamic start/stop control of demand-controlled ventilation systems can be optimised during periods of very low or short-term occupancy in office buildings. The work has been carried out in collaboration with GK, using Miljøhuset GK at Ryen as a reference building, with a focus on air handling unit 360.05 C-south. The building uses a demand-controlled ventilation (DCV) system supplied by Lindinvent, where ventilation is regulated based on occupancy detected by sensors integrated into the active supply air diffusers. The aim is to reduce unnecessary energy use and frequent start/stop sequences of the air handling unit. The work combines several methods. Occupancy data from all of 2025, consisting of 26 million data points, has been analysed, and field tests of the sensors have been carried out in the building. Modified start-up criteria have been simulated in Python, and time thresholds of 15 and 20 minutes have been tested in practice in collaboration with GK. A limited evaluation of the recirculation strategy has also been conducted, and indoor climate has been assessed through radon measurements and a regression analysis of the relationship between active nodes and actual number of people present. The analysis revealed substantial variation in occupancy levels throughout the day, and a simplified calculation indicated that dynamic control could reduce fan energy use by approximately 23 % per year. The field tests showed that a single person can activate between 7 and 12 diffusers when the “presence detection delay” is set to 0 seconds. The simulations showed that increasing the time threshold from 10 to 20 minutes reduced the number of annual start-ups from 539 to 307, a reduction of approximately 43 %. The reduction mainly occurred in short operating periods, while longer and necessary operating periods were largely unaffected. The practical testing confirmed these findings and resulted in a considerably more stable operating pattern than the current strategy. The radon measurements showed levels well below the recommended action limit, and the regression analysis produced an estimated ratio of 0.65 people per active node during the start-up phase. The thesis concludes that dynamic start/stop control should be optimised through a combination of several measures, including an increased time threshold for start-up and a differentiated “presence detection delay” based on zone type.
Norsk sammendrag: Denne bacheloroppgaven undersøker hvordan dynamisk start- og stoppstyring av behovsstyrte ventilasjonsanlegg kan optimaliseres ved svært lav eller kortvarig tilstedeværelse i kontorbygg. Oppgaven er gjennomført i samarbeid med GK, med Miljøhuset GK på Ryen som referansebygg, med fokus på ventilasjonsaggregat 360.05 C-syd. Bygget benytter et behovsstyrt ventilasjonssystem (DCV) levert av Lindinvent, hvor ventilasjonen reguleres blant annet basert på registrert tilstedeværelse fra sensorer integrert i aktive tilluftsventiler. Målet er å redusere unødvendig energibruk og hyppige start- og stoppsekvenser av ventilasjonsaggregatet. Arbeidet kombinerer flere metoder. Tilstedeværelsesdata fra hele 2025, som bestod av 26 millioner datapunkter, har blitt analysert. Det er i tillegg gjennomført felttester av sensorene i bygget. Endrede oppstartskriterier er simulert i Python, og en tidsterskel på 15 og 20 minutter er testet i praksis i samarbeid med GK. Det er også gjennomført en begrenset evaluering av omluftsstrategien, der effekten av endret urstyring er undersøkt. I tillegg er inneklima vurdert gjennom radonmålinger og en regresjonsanalyse av sammenhengen mellom aktive noder og faktisk antall personer. Analysen av tilstedeværelsesdata viste store variasjoner i personbelastning gjennom døgnet. En forenklet beregning indikerte at dynamisk styring kan redusere vifteenergien med rundt 23 % per år. Felttestene viste at sensorplasseringen har stor betydning for hvilke bevegelser som registreres, og at én person kan aktivere mellom 7 og 12 ventiler ved 0 sekunders tid til tilstedeværelse. Simuleringene viste at en økning av tidsterskelen fra 10 til 20 minutter reduserte antall oppstarter gjennom året fra 539 til 307, en reduksjon på omtrent 43 %. Reduksjonen skjedde i hovedsak for korte driftsperioder, mens lengre og nødvendige driftsperioder i liten grad ble påvirket. Den praktiske testingen bekreftet funnene, og ga et betydelig mer stabilt driftsmønster enn dagens strategi. Radonmålingene viste nivåer godt under anbefalt tiltaksgrense, og støtter bruk av dynamisk start/stopp. Regresjonsanalysen ga et estimert forholdstall på 0,65 personer per aktive node i oppstartsfasen, noe som gjør det mulig å vurdere hvor mange personer som faktisk er i bygget når aggregatet starter. Oppgaven konkluderer med at dynamisk start- og stoppstyring bør optimaliseres gjennom flere tiltak i kombinasjon som en økt tidsterskel for oppstart og differensiert tid til tilstedeværelse etter sonetype. I tillegg konkluderes det med at en helhetlig tilnærming gir den mest energieffektive og stabile driften.
Supervisor(s): Moon Keun KIM; Peter Geoffrey SCHILD.
Acknowledgements: GK Gruppen AS (Lars-Johan Hjertz).
Full text permalink: https://hdl.handle.net/11250/5553381

Summary: Hybrid ventilation combines natural forces with mechanical supplementation, and can mainly reduce both energy-consumption and greenhouse gas emissions in buildings. Despite this, the solution is rarely chosen in norwegian office buildings. This study examines why, by mapping how various stakeholders position themselves towards hybrid ventilation. As well, as what barriers prevent its adoption. Objectives: The study has three main objectives. Map the industry´s general attitudes towards hybrid ventilation, identify the main barriers that prevents the use of hybrid ventilation in office buildings, and identify the various barriers between the stakeholders in the industry. Method: A qualitative study was conducted, with twenty-six respondents, divided into four different stakeholder-groups: Architects, building owners, municipal stakeholders and consulting HVAC engineers. Each interview lasted between 45-60 minutes, and combined questions of a qualitative and quantitative nature. The interviews were transcribed, thematically coded in NVivo, and analyzed against seventeen research questions. To examine the statistical significance, binomial testing, Fishers exact test and Chi squared goodness of fit-model were used, with corrections; such as Holm-bonferroni correction for multiple comparisons. Main results: This study shows that the industry is generally positive towards hybrid ventilation as a principle, but sceptical about implementing the solution in practice. Three barriers stand out, and reinforce each other: regulations, competence and documentation. TEK17 is perceived as written for mechanical ventilation, and hybrid ventilation often requires dispensations. At the same time, the industry lacks a unified system design standard equivalent to NS-EN 16798-3, for mechanical solutions, which results in competence being dependent on individuals, rather than being anchored within the industry. User satisfaction is the only factor that every respondent (100%) agree is a decisive factor, for the choice of ventilation system. However the industry is split in regards to wether or not they believe hybrid ventilation can deliver on user satisfaction. An interesting finding is that the respondents with more direct experience from hybrid ventilated buildings, report surprisingly good user satisfaction. Also in projects where the technical requirements are not met. This indicates that the industry´s scepticism is largely based on assumptions about hybrid ventilation, and not documented experiences. Conclusion: Some respontends felt that the barriers for hybrid ventilation were structural in nature, while others viewed the barriers as technical. This study shows that the building owners are a determining factor – If a building owner does actively request hybrid ventilation, the solution will rarely be considered. If the number of hybrid ventilated office-buildings are to increase, building owners’ familiarity with documented reference-projects, with real Life-cycle cost (LCC) numbers must be increased, in parallel with regulatory changes and competence-building in the industry. Simply targeting one of these barriers, will have limited effect.
Norsk sammendrag: Hybrid ventilasjon kombinerer naturlig drivkrefter med mekaniske støtte, og kan i hovedsak redusere både energibruk og klimagassutslipp i bygg. Til tross for dette er løsningen sjeldent valgt i norske kontorbygg. Denne oppgaven undersøker hvorfor, gjennom å karlegge hvordan ulike aktører tar stilling til hybrid ventilasjon. Samt hvilke barrierer som hindrer at den blir tatt i bruk. Målsetning: Studien har tre hovedmål. Å kartlegge bransjens generell holdning til hybrid ventilasjon, å identifisere de viktigste barrierene som hindrer bruk i kontorbygg, og å undersøke om holdninger og barrierer varierer mellom aktørgruppene. Metode: Det ble gjennomført en kvalitativ studie med tjueseks respondenter, fordelt på fire aktørgrupper: arkitekter, byggherrer, kommunale aktører og rådgivende VVS-ingengjører. Hvert intervju varte 45-60 minutter og kombinerte spørsmål med kvantitative og kvalitative oppgaver. Intervjuene ble transkribert, kodet tematisk i NVivo og analysert opp mot 17 forskningsspørsmål. For å undersøke statistisk signifikans ble det brukt binomisk test, Fishers eksakte test og Chi squared goodness of fit-modell, med Holm-Bonferroni-korreksjon for multiple sammenligninger. Hovedresultater: Studien viser at bransjen er overordnet positiv til hybrid ventilasjon som prinsipp, men skeptisk til å implementere løsningen. Tre barrierer skiller seg ut og forsterker hverandre: regelverk, kompetanse og dokumentasjon. Byggteknisk forskrift (TEK17) oppleves som at den er skrevet for mekanisk ventilasjon, og hybride løsninger krever ofte dispensasjon. Samtidig mangler bransjen en omforent systemdesignstandard tilsvarende NS-EN 16798-3 [1] for mekaniske anlegg, noe som gjør at kompetansen forblir personavhengig framfor forankret i bransjen. Brukertilfredshet er den eneste faktoren som alle respondentene er enige om at er bestemmende for valg av ventilasjonssystem. Samtidig er det delte meninger i utvalget om hvorvidt hybrid ventilasjon kan tilfredsstille brukertilfredshet. Et særlig interessant funn er at respondenter med direkte erfaring fra hybrid ventilerte bygg rapporterer overraskende god brukertilfredshet, også i prosjekter der tekniske krav ikke er oppfylt. Det tyder på at bransjens skepsis i stor grad bygger på antakelser, ikke på dokumenterte erfaringer. Konklusjon: Noen av respondetene mente at barrierene for hybrid ventilasjon er strukturelle, noen andre mente at barrierene er tekniske. Studien indikerer til at byggherren er det avgjørende ankerpunktet, uten en byggherre som etterspør hybrid ventilasjon, blir løsningen sjeldent vurdert. Skal andelen hybrid ventilerte kontorbygg øke, må derfor byggherrenes kjennskap til dokumenterte referanseprosjekter og reelle livssykluskostands-tall (LCC) styrkes parallelt med endringer i regelverk og kompetanseheving i bransjen. Tiltak rettet mot kun én av disse barrierene vil ha begrenset effekt. Med 26 respondenter er resultatene indikerende framfor konkluderende, men de samme mønstrene gjenfinnes konsistent i kvalitativt materiale, kvantitative svar, som styrker tilliten til funnene.
Supervisor(s): Peter G. Schild (OsloMet).
Acknowledgements: Niels Lassen (Skanska), Ørnulf Kristiansen (Multiconsult).
Full text permalink: https://hdl.handle.net/11250/5552487

Summary: This bachelor thesis investigates the effect of smart district heating control in a residential building, using Fagerborg student housing in Industrigata 71 as a case building. The aim of the thesis is to evaluate whether smart heating control can reduce energy use and peak loads, and to assess how the control strategy affects indoor thermal comfort. The analysis is based on measured data from the smart heating control system, SmartWatt, including energy use, radiator circuit data, indoor temperatures and CO₂ levels. Energy use before and after the installation of the smart control system was compared, and the energy use after installation was corrected using heating degree days to account for differences in outdoor temperature. In addition, indoor temperature data were analysed to assess comfort, including the number of hours below 20 °C. The results show that the smart control system reduced energy use by approximately 20–30 % after heating degree day correction during the analysed period. The main saving mechanism was the reduction of heat supply to the radiator circuit over extended periods, allowing the building to utilise its thermal inertia. However, the analysis also shows that part of the energy use is shifted in time, as the building must be reheated when the stored thermal energy is depleted. Therefore, the measured savings should not be interpreted as representative annual savings. The analysis also shows that reduced energy use may come at the expense of thermal comfort. Some rooms had temperatures below SmartWatt’s critical point of 20 °C for extended periods. This indicates that control strategy with average indoor temperature alone is not a sufficient control parameter for this building. Furthermore, the results suggest that the performance of the smart control system is influenced by the interaction between the control strategy, user behaviour and the technical condition of the radiator distribution system. The thesis concludes that smart heating control has significant potential to reduce energy use in residential buildings. However, the system must be further developed to ensure stable operation and acceptable indoor comfort. Further work should include longer analysis periods, improved room-level control, integration of CO₂ data and a technical assessment of the radiator distribution system.
Norsk sammendrag: Denne bacheloroppgaven undersøker effekten av smartstyring av fjernvarme i et boligbygg, ved Fagerborg studenthus i Industrigata 71 som casebygg. Formålet med oppgaven er å vurdere om smartstyring kan bidra til redusert energibruk og lavere effekttopper, samt undersøke hvilke konsekvenser styringsstrategien har for innekomforten. Analysen er basert på måledata fra smartstyringsleverandøren SmartWatt, som registrerer blant annet energibruk, radiatorkurser, innetemperaturer og CO₂-nivå. Energibruket før og etter installasjon av smartstyringen ble sammenlignet, og for bedre grunnlag ble energibruken etter installasjon graddagskorrigert for å ta hensyn til forskjeller i utetemperatur. I tillegg ble temperaturdata analysert for å vurdere komfort, hovedsakelig ved å se på antall timer under 20 °C. Resultatene viser at smartstyringen ga et øvre estimat i reduksjon for energibruk på omtrent 20–30 % i analyseperioden etter den var graddagskorrigert. Besparelsen skyldes i hovedsak at radiatorkursen strupes over lengre perioder, slik at byggets termiske treghet utnyttes. Samtidig viser analysen at deler av energibruken forskyves i tid, ettersom bygget må tilføres energi igjen når det termiske lageret er tømt. Dette gjør at resultatene ikke nødvendigvis kan tolkes som en representativ årsbesparelse. Analysen viser også at energibesparelsen kan gå på bekostning av termisk komfort. Enkelte rom hadde temperaturer under grenseverdien til Smarwatt på 20 °C over lengre perioder. Dette tyder på at styringsstrategien med gjennomsnittstemperatur alene ikke er et tilstrekkelig styringsgrunnlag i bygget. Resultatene indikerer at smartstyringens effekt påvirkes av styringsstrategi, bruksmønster og teknisk tilstand i radiatordistribusjonsanlegget. Oppgaven konkluderer med at smartstyring har et betydelig potensial for å redusere energibruk i boligbygg, men at løsningen må videreutvikles for å sikre god komfort og stabil drift. Det anbefales for videre arbeid en lengre analyseperiode, bedre individuell romstyring, bruk av CO₂-data og vurdering av radiatoranleggets tekniske tilstand.
Supervisor(s): Moon K. KIM (OsloMet).
Acknowledgements: Jennifer Lamson (SiO).
Full text permalink: https://hdl.handle.net/11250/5553503

Summary: This bachelor’s thesis investigates the extent to which BACS functions defined in NS-EN ISO 52120-1:2022 can be modeled in the Norwegian energy calculation tool SIMIEN Pro v8, and whether calculated energy gains correspond to the standard’s stated BAC factors. The background is a structural gap between two different calculation paradigms: ISO 52120-1 classifies control intelligence in real time, including functions such as CO₂-responsive air volume control, pressure reset in distribution networks, and presence-based lighting control, while SIMIEN Pro is a static calculation tool based on normalized fixed usage profiles from NS 3031:2025. The question is therefore not only technical but methodological: can a static calculation tool represent dynamic control behavior? The study employs a quantitative case study design with a representative office building of 3,600 m² in Oslo, dimensioned according to TEK17 with CAV ventilation, hydronic district heating, and ventilation cooling (Direktoratet for byggkvalitet, 2017). The mapping covers all seven function groups in NS-EN ISO 52120-1. For quantitative comparison against BAC factors, five central CF functions have been analyzed systematically: CF 1.1 (room temperature control, heating), CF 1.5 (setpoint optimization), CF 4.1 (air volume control, room level), CF 4.5 (fan control), and CF 5.1 (presence-based lighting control). For each function, all four BAC classes (D to A) were modeled in SIMIEN and the results compared against ISO 52120’s predicted BAC factors. The results show a consistent and directional deviation pattern. For class D, SIMIEN overestimates the energy difference relative to class C because the program’s D scenario, flat 24/7 operation with maximum parameter values, is more extreme than ISO 52120’s D reference, which assumes basic central control. For class A the situation is reversed: SIMIEN systematically underestimates the gain. The aggregate A/C ratio is 0.87 in SIMIEN against approximate reference values of 0.74, a deviation of 13 percentage points representing the control gain that SIMIEN structurally cannot model. Of the five analyzed functions, CF 1.1 shows the best agreement: class B matches the approximate reference value exactly (0.85), and class A deviates by only 5 percentage points (0.79 vs 0.74). The Δθ mechanism thus functions as a reliable approximation for emission control in the heating system. CF 4.1 and CF 4.5 show the largest deviations: the CO₂ criterion is registered in SIMIEN as a system property description without affecting the fixed usage pattern, so that class A gives an identical energy result to class B. CF 5.1 (lighting) cannot be represented for classes B and A at all. These levels require external LENI calculation per NS-EN 15193-1. The study concludes that SIMIEN Pro v8 is an appropriate tool for class C and partially for class B, but not for verification of class A. The deviation is structurally conditioned and not a weakness of the tool. It is a consequence of ISO 52120 classifying control intelligence while SIMIEN calculates energy balance. Verification of class A requires a hybrid methodology: SIMIEN for thermal energy balance and CF 1 functions, dynamic simulation for CO₂-responsive ventilation and pressure reset, and EN 15193-1 LENI calculation for lighting.
Norsk sammendrag: Denne bacheloroppgaven undersøker i hvilken grad BACS-funksjoner definert i NS-EN ISO 52120-1:2022 kan modelleres i det norske energiberegningsverktøyet SIMIEN Pro v8, og om beregnede energigevinster samsvarer med standardens angitte BAC-faktorer. Bakgrunnen er et strukturelt avvik mellom to ulike beregningsparadigmer: ISO 52120-1 klassifiserer kontrollintelligens i sanntid, herunder funksjoner som CO₂-responsiv luftmengdestyring, trykkresett i distribusjonsnett og tilstedeværelsesbasert belysningsstyring, mens SIMIEN Pro er et stasjonært beregningsverktøy basert på normerte faste bruksprofiler fra NS 3031:2025. Spørsmålet er dermed ikke bare teknisk, men metodisk: kan et statisk beregningsverktøy representere dynamisk styringsatferd? Studien benytter et kvantitativt casestudie-design med et representativt kontorbygg på 3 600 m² i Oslo, dimensjonert etter TEK17 med CAV-ventilasjon, vannbåren fjernvarme og ventilasjonskjøling (Direktoratet for byggkvalitet, 2017). Kartleggingen dekker alle syv funksjonsgrupper i NS-EN ISO 52120-1. For kvantitativ sammenligning mot BAC-faktorer er fem sentrale CF-funksjoner analysert systematisk: CF 1.1 (romtemperaturstyring varme), CF 1.5 (settpunktoptimalisering), CF 4.1 (luftmengdestyring romnivå), CF 4.5 (viftestyring) og CF 5.1 (tilstedeværelsesstyring belysning). For hver funksjon er alle fire BAC-klasser (D til A) modellert i SIMIEN og resultatene sammenholdt med ISO 52120s predikerte BAC-faktorer. Resultatene viser et konsistent og retningsbestemt avviksmønster. For klasse D overvurderer SIMIEN energiforskjellen mot klasse C fordi programmets D-scenario, flat 24/7-drift med maksimale parameterverdier, er mer ekstremt enn ISO 52120s D-referanse, som forutsetter grunnleggende sentralstyring. For klasse A er situasjonen motsatt: SIMIEN undervurderer gevinsten systematisk. Den aggregerte A/C-ratioen er 0,87 i SIMIEN mot approksimerte referanseverdier på 0,74, et avvik på 13 prosentpoeng som representerer den styringsgevinsten SIMIEN strukturelt ikke kan modellere. Av de fem analyserte funksjonene viser CF 1.1 best overensstemmelse: klasse B treffer den approksimerte referanseverdien eksakt (0,85), og klasse A avviker med kun 5 prosentpoeng (0,79 mot 0,74). Δθ-mekanismen fungerer dermed som en pålitelig tilnærming for emisjonskontroll i varmesystemet. CF 4.1 og CF 4.5 viser de største avvikene: CO₂-kriteriet registreres i SIMIEN som en systemegenskapsbeskrivelse uten å påvirke det faste bruksmønsteret, slik at klasse A gir identisk energiresultat som klasse B. CF 5.1 (belysning) kan ikke representeres for klasse B og A overhodet. Disse nivåene krever ekstern LENI-beregning etter NS-EN 15193-1. Studien konkluderer med at SIMIEN Pro v8 er et hensiktsmessig verktøy for klasse C og delvis klasse B, men ikke for verifikasjon av klasse A. Avviket er strukturelt betinget og ikke en svakhet ved verktøyet. Det er en konsekvens av at ISO 52120 klassifiserer kontrollintelligens, mens SIMIEN beregner energibalanse. Verifisering av klasse A krever en hybrid metodikk: SIMIEN for termisk energibalanse og CF 1-funksjoner, dynamisk simulering for CO₂-responsiv ventilasjon og trykkresett, og EN 15193-1 LENI-beregning for belysning.
Supervisor(s): Finn Aakre HAUGEN (USN, OsloMet); Peter G. SCHILD (OsloMet).
Full text permalink: https://hdl.handle.net/11250/5552434

Summary: This bachelor’s thesis investigates how different ventilation principles function in practice in residential buildings, with a particular focus on exhaust airflow rates in bathrooms and factors that may affect ventilation performance. The aim of the study was to examine whether actual airflow rates correspond with expected performance, and how ventilation principles, technical condition, control systems, and user behavior may influence ventilation performance in practice. The thesis is based on field measurements and inspections carried out in apartments with natural ventilation, mechanical exhaust ventilation, and balanced ventilation systems. A total of 13 measurements were conducted in apartments with different building types and construction periods. Airflow rates were measured at bathroom exhaust vents under various operating conditions, supplemented by observations from site inspections and available technical documentation. The results showed significant variations in recorded airflow rates between the dwellings. The lowest airflow rates were found in homes with natural ventilation and some older mechanical exhaust systems, while dwellings with balanced ventilation generally showed higher and more stable airflow rates. At the same time, the measurements indicated that even newer ventilation systems could provide lower airflow rates than expected, partly due to operating modes, control strategies, or technical conditions. In some dwellings with low airflow rates, observations were made that may indicate increased moisture load in wet rooms. The thesis demonstrates that the ventilation principle alone does not necessarily determine actual ventilation performance. Technical condition, maintenance, user settings, and system follow-up appeared to be factors that could influence the recorded airflow rates. The results also illustrate how reduced ventilation is not always apparent to occupants, and that deviations in some cases may occur without being immediately detected.
Norsk sammendrag: Denne bacheloroppgaven undersøker hvordan ulike ventilasjonsprinsipper fungerer i praksis i boliger, med fokus på avtrekksluftmengder i bad og forhold som kan påvirke ventilasjonsytelsen. Formålet var å undersøke om faktiske luftmengder samsvarer med forventet funksjon og hvordan ventilasjonsprinsipp, teknisk tilstand, styringsløsninger og brukeratferd kan påvirke ventilasjonsytelsen i praksis. Oppgaven bygger på feltmålinger og befaringer gjennomført i boliger med naturlig ventilasjon, mekanisk avtrekk og balansert ventilasjon. Det ble gjennomført målinger i 13 leiligheter med ulike boligtyper og byggeår. Luftmengder ble målt ved avtrekksventiler på bad under ulike driftsforhold, supplert med observasjoner fra befaring og teknisk dokumentasjon der dette var tilgjengelig. Resultatene viste betydelige variasjoner i registrerte luftmengder mellom boligene. De laveste luftmengdene ble registrert i boliger med naturlig ventilasjon og enkelte eldre mekaniske avtrekkssystemer, mens boliger med balansert ventilasjon generelt viste høyere og mer stabile luftmengder. Samtidig viste målingene at også nyere ventilasjonssystemer kunne gi lavere luftmengder enn forventet, blant annet som følge av driftsnivå, styringsprinsipp eller tekniske forhold. I enkelte boliger med lave luftmengder ble det observert forhold som kan være forenlig med økt fuktbelastning i våtrom. Oppgaven viser at ventilasjonsprinsippet alene ikke nødvendigvis avgjør faktisk ventilasjonsytelse. Teknisk tilstand, vedlikehold, brukerinnstillinger og systemoppfølging fremsto som forhold som kunne ha betydning for registrerte luftmengder. Resultatene illustrerer samtidig hvordan redusert ventilasjon ikke alltid er tydelig for brukerne, og at avvik i enkelte tilfeller kan forekomme uten at forholdene oppdages umiddelbart.
Supervisor(s): Finn Aakre HAUGEN (OsloMet, USN), Håkon Rikoll SOLBERG (OsloMet).
Acknowledgements: OsloMet (P.G. Schild).
Full text permalink: https://hdl.handle.net/11250/5553035

Summary: Through Section 5 of the Climate Act, Norway has committed to becoming a low-emission society by 2050. For the construction industry to participate in this development, buildings must become more energy efficient. According to the UN Climate Panel, energy efficiency is one of the largest and most cost-effective climate measures. A significant share of the Norwegian building stock is already in place, and a key aspect is therefore that existing buildings must be made more energy efficient. According to SINTEF, rehabilitation of existing buildings is better than constructing new buildings. To investigate how existing buildings can be made more energy efficient, two packages of energy saving measures have been developed for an existing office building in Oslo located at Kongens gate 18-20/Kirkegata 21. The packages of energy saving measures are built according to the principles of the Total Concept method and are assessed based on both energy savings and cost over the building’s lifetime. The energy savings are calculated using the Simien PRO software. Simien PRO was launched in January 2026 following a new regulation. For this reason, a sensitivity analysis and a thorough review of the Simien PRO models were conducted for two buildings in addition to Kongens gate 18-20/Kirkegata 21. Three buildings were selected to examine new input parameters and identify which elements affect energy demand. The result of the analysis formed the basis for which measures were considered in the package of energy saving measures. The principle of the Total Concept method is to evaluate measures collectively to enable maximum energy savings within the required rate of return. Compared to methods that evaluate measures in isolation, this approach can yield greater overall savings. One profitable package of energy saving measures was developed where the annual cost of net savings exceeds the annual capital cost, along with an extended measure package to achieve FutureBuilt nZEB. This was done to investigate how energy and profitability are related in the development towards a low-emission society. The sensitivity analysis showed that most parameters had little effect on delivered energy in isolation, which supports the Total Concept principle that measures should be evaluated collectively rather than individually. The profitable package of energy saving measures included eight measures and provided an energy saving of 75 percent, to 43.9 kWh/m2·year, which is just above the requirement for nZEB. To achieve nZEB, the package of energy saving measures was expanded to eleven measures, but beyond that point the capital cost exceeds net savings, and the package is no longer profitable according to the Total Concept method. With Enova support, the package of energy saving measures can become profitable. To assess the extent to which energy efficiency can contribute to a low-emission society, it was calculated that if all commercial buildings in Norway were upgraded to nZEB level, Norway’s total energy consumption could be reduced by 12 percent.
Norsk sammendrag: I klimaloven § 5 har Norge forpliktet seg til å bli et lavutslippssamfunn innen 2050. For at byggebransjen skal være med på denne utviklingen, må bygg bli mer energieffektive og ifølge FNs klimapanel er energieffektivisering et av de største og billigste klimatiltakene. Store deler av norsk byggemasse er allerede etablert, og energieffektivisering av eksisterende byggemasse er derfor en viktig del av denne utviklingen. Basert på livsløpsanalyser fra over 120 prosjekter er ifølge SINTEF rehabilitering av eksisterende bygg bedre enn å bygge nytt. For å undersøke hvordan eksisterende bygg kan energieffektiviseres er det utviklet to tiltakspakker for et eksisterende kontorbygg i Oslo med adressen Kongens gate 18-20/Kirkegata 21. Tiltakspakkene er bygd opp etter prinsippene fra Total Concept-metoden og vurderes ut fra både energibesparelse og kostnader gjennom byggets levetid. Energibesparelsen er beregnet med programvaren Simien PRO. Simien PRO ble lansert i januar 2026 som følge av ny forskrift. Av den grunn var det hensiktsmessig å gjennomføre en sensitivitetsanalyse og en grundig gjennomgang av Simien PRO-modellene for to bygg i tillegg til Kongens gate 18-20/Kirkegata 21. Tre bygg ble valgt for å undersøke nye inndata og kartlegge hvilke elementer som påvirker energibehovet. Resultatene fra analysen la grunnlag for hvilke tiltak som ble vurdert i tiltakspakkene. Total Concept-metoden bygger på at tiltak vurderes samlet for å oppnå størst mulig energibesparelse innenfor et definert avkastningskrav. Sammenlignet med metoder som vurderer tiltak enkeltvis, kan dette gi høyere samlet energibesparelse. Det ble utviklet én lønnsom tiltakspakke, der den årlige netto besparelse overstiger kapitalkostnadens årskostnad, samt en utvidet tiltakspakke for å oppnå FutureBuilt nZEB. Analysen ble gjennomført for å undersøke hvordan tiltak for energieffektivisering påvirker økonomisk lønnsomhet i utviklingen mot et lavutslippssamfunn. Sensitivitetsanalysen viste at de fleste parameterne hadde liten effekt på levert energi isolert, og bygger dermed opp under Total Concept-prinsippet om at tiltak bør vurderes samlet og ikke isolert. Den første tiltakspakken var over avkastningskravet og er i henhold til metoden lønnsom. Pakken inkluderte åtte tiltak og ga en energibesparelse på 75 prosent, til 43,9 kWh/(m2·år) som er like over kravet til nZEB. For å oppnå nZEB ble tiltakspakken utvidet til elleve tiltak for å redusere energibehovet ytterligere, men da oversteg kapitalkostnaden netto besparelse, og tiltakspakken er ikke lønnsom i henhold til Total Concept-metoden. Med Enova-støtte kan tiltakspakken bli lønnsom. For å vurdere i hvilken grad energieffektivisering kan bidra overgangen til lavutslippssamfunn, ble det beregnet at Norges totale energi forbruk kan reduseres med 12 prosent dersom alle næringsbygg oppgraderes til nZEB-nivå.
Supervisor(s): Bente HELLUM (OsloMet).
Acknowledgements: Peter G. Schild & Ernst Erik Hempel (OsloMet); Malling & Co (Mariell Skaten, Fredrik Mikalsen).
Full text permalink: https://hdl.handle.net/11250/5553174

Summary: This bachelor thesis investigates how different pipe connection designs affect flow behavior and temperature layering inside an accumulation tank used in heating systems. Maintaining stable temperature layers is important because it allows hot water to remain at the top of the tank while colder water stays near the bottom, improving the use of stored thermal energy. CFD simulations were carried out in STAR-CCM+ using a VKG 800L accumulation tank located at OsloMet’s Oceanic Laboratory (OceanLab) in Oslo. Three pipe configurations were studied: four-pipe, two-pipe, and T-connection. Different flow rates and temperature differences were tested during both charging and discharging operation. The simulations showed noticeable differences between the configurations. The T-connection produced the most stable temperature layers and the lowest mixing inside the tank, while the two-pipe configuration created the highest mixing. Higher flow rates generally increased mixing, whereas larger temperature differences helped preserve the temperature layers inside the tank. The results show that pipe connection geometry has a strong influence on the thermal performance of accumulation tanks.
Norsk sammendrag: Denne bachelor oppgaven undersøker hvordan ulike rørkoblingskonfigurasjoner påvirker strømnings og temperaturlagdeling inne i en akkumulatortank. Stabil temperaturlagdeling er viktig fordi det gjør at varmt vann holder seg øverst i tanken, mens kaldere vann forblir nederst, noe som gir bedre utnyttelse av den lagrede varmeenergien. CFD simuleringer ble utført i STAR-CCM+ ved bruk av en VKG 800L akkumulatortank ved OsloMet Havlaboratoriet i Oslo. Tre rørkonfigurasjoner ble undersøkt: firerørs, torørs og T-kobling. Ulike strømningsrater og temperaturforskjeller ble testet under både lade og utladningsdrift. Simuleringene viste tydelige forskjeller mellom konfigurasjonene. T-koblingen ga den mest stabile temperaturlagdelingen og minst blanding inne i tanken, mens torørskonfigurasjonen skapte mest blanding. Høyere strømningshastiget førte generelt til økt blanding, mens større temperaturforskjeller bidro til å opprettholde temperaturlagene inne i tanken. Resultatene viser at utformingen av rørkoblingene har stor betydning for den termiske ytelsen til akkumulatortanker.
Supervisor(s): Teresa Lynne PALMER (OsloMet).
Acknowledgements: OsloMet (Arnab Chaudhuri, Rebecca Allen, Peter G. Schild, Jae-Hee Lee); Hafslund Celsio (Oda Angell Storhaug).
Full text permalink: https://hdl.handle.net/11250/5553126

Summary: This bachelor’s thesis investigates how simulated temperature and power data from an energy well can be used to develop a fast and efficient regression model for predicting the time-dependent outlet temperature from the well. The study is motivated by the fact that numerical models, such as the Finite Difference Method (FDM), often have long run times and require detailed information about ground conditions, as well as necessary simplifications and assumptions. This makes them less suitable for continuous analysis and control purposes. There is therefore a need for surrogate models that can provide fast and sufficiently accurate estimates of the thermal response of the well. In this thesis, a MATLAB-based 2D FDM model, Finitediff_D_2_col, is used to simulate temperature and power development in an energy well throughout the 2018/2019 heating season. First, the model is run from its initial state with constant heat extraction over 13 days until it reaches an approximately steady-state condition (see Figur 3-8). The simulation is then carried out using the scaled load profile for building 6397, obtained from dataset [2]. The simulated data are then used as the training basis for a linear regression model that predicts the outlet temperature from the well based on return temperature, heat extraction, and change in heat extraction. Four training strategies (V1–V4) are analysed to investigate how update frequency and training-window length affect the model’s accuracy and robustness. The results show that V2, with a rolling seven-day training window and daily retraining, is the most robust among the tested variants. For the entire heating season, V2 achieves the lowest error values, with an RMSE of 0.25 °C and an MAE of 0.19 °C. V3 gives the second-best performance and performs particularly well toward the end of the season, but shows some prediction errors during abrupt load changes. V4 shows the same weakness to a greater extent, with more frequent and more extreme deviations, resulting in a higher RMSE. V1 is less accurate due to its low update frequency. The study shows that a simple linear regression model can function as an effective surrogate model for rapid prediction of temperature response in energy wells, provided that the training strategy handles load variations in a robust manner. The results indicate that daily retraining with a moderate history window provides the best balance between stability and adaptability. Further work should investigate more advanced regression methods, alternative numerical solution methods for the FDM model, and the possibility of integrating analytical G-functions as a supplement or validation basis.
Norsk sammendrag: Denne bacheloroppgaven undersøker hvordan simulerte temperatur- og effektdata fra en energibrønn kan brukes til å utvikle en rask og effektiv regresjonsmodell for prediksjon av tidsavhengig temperatur ut av brønnen. Bakgrunnen for studien er at numeriske modeller som Finite Difference Method (FDM) ofte har lange kjøretider og krever detaljerte data om grunnforholdene, i tillegg til nødvendige forenklinger og antakelser. Dette gjør dem lite egnet for løpende analyser og styringsformål. Det er derfor behov for surrogatmodeller som kan gi raske og tilstrekkelig presise estimater av brønnens termiske respons. I oppgaven benyttes en MATLAB-basert 2D FDM-modell, Finitediff_D_2_col, til å simulere temperatur- og effektutviklingen i en energibrønn gjennom fyringssesongen 2018/2019. Først kjøres modellen fra starttilstand, med konstant effektuttak over 13 døgn, til den har nådd en tilnærmet stasjonær tilstand (se Figur 3-8). Deretter er simuleringen kjørt med den skalerte lastprofilen til bygg 6397 hentet fra et datasett [2]. Simulert data brukes deretter som treningsgrunnlag for en lineær regresjonsmodell som predikerer utløpstemperaturen fra brønnen basert på returtemperatur, effektuttak og endring i effektuttak. Fire treningsstrategier (V1–V4) analyseres for å undersøke hvordan oppdateringsfrekvens og treningsvindu påvirker modellens nøyaktighet og robusthet. Resultatene viser at V2, med et rullerende syvdagers treningsvindu og daglig retrening, er den mest robuste blant de prøvde variantene. For hele fyringssesongen oppnår V2 de laveste feilverdiene, med RMSE på 0,25 °C og MAE på 0,19 °C. V3 gir nest best ytelse og presterer særlig godt mot slutten av sesongen, men har enkelte feilutslag ved brå lastendringer. V4 viser samme svakhet i større grad, med flere og mer ekstreme avvik, noe som gir høyere RMSE. V1 er mindre nøyaktig på grunn av lav oppdateringsfrekvens. Studien viser at en enkel lineær regresjonsmodell kan fungere som en effektiv surrogatmodell for rask prediksjon av temperaturrespons i energibrønner, forutsatt at treningsstrategien håndterer lastvariasjoner på en robust måte. Resultatene tyder på at daglig retrening med et moderat historikkvindu gir best balanse mellom stabilitet og tilpasningsevne. Videre arbeid bør undersøke mer avanserte regresjonsmetoder, alternative numeriske løsningsmetoder for FDM-modellen og muligheten for å integrere analytiske G-funksjoner som supplement eller valideringsgrunnlag.
Supervisor(s): Rebecca Allen (OsloMet); Kjell Øvrebø (Svalun).
Acknowledgements: Svalun AS; Øwre Johansen AS (Arve Ottem og Even Sagvik).
Full text permalink: https://hdl.handle.net/11250/5553010