Project Description

Kandidatspeciale

Abstract

It is complicated finding the combination of energy efficiency measures that meet specific criteria for energy renovation, while at the same time being optimal from an economic viewpoint. This requires a computer program that is able to automate the evaluation of various energy saving measures and take into account their complex interactions. In this project an optimization tool have been developed for this purpose. The optimization tool is programmed in Microsoft Excel, and uses an Excel version of the BE10 as computing core.

The purpose of developing an optimization tool is to assist planners and homeowners in the decision making process by forming the basis of which combinations of energy-saving measures could or would be, the optimal solution in the specific case.

The tool contains a database where all the energy saving measures has been entered. The associated construction costs are described by mathematical models, as they vary in accordance with the renovation extent. The database contains data of measures that reinsulate the building envelope, replacement of windows and doors as well as technical installations.

It is possible to choose between two different optimization criteria. One identifies the combination of measures that reflect the best overall economy in the period analyzed. The second criterion optimizes in terms of the energy frame, and finds the combinations of measures that achieve the desired energy frame with fewest economic resources in the analysis period. The optimization tool is programmed to use a sequential search optimization methodology to select the best measures in an iteration. The sequential optimization method is combined with the Pareto optimization method depending on the optimization criteria.

Finally, the optimization tool is applied in a case study where different scenarios are set for the same dwelling.

Resume

Det er kompleks at finde den kombination af energibesparende tiltag, som opfylder et bestemt kriterium til en energirenovering, og som samtidig er økonomisk optimal. Dette kræver et computerprogram, som kan automatisere evalueringen af forskellige energibesparende tiltag og tage højde for deres komplekse samspil. I dette projekt er der udviklet et optimeringsværktøj til dette formål. Optimeringsværktøjet er programmeret i Microsoft Excel, og anvender en excel-version af Be10 som beregningskerne.

Hensigten med optimeringsværktøjet er at hjælpe rådgivende ingeniører og boligejere med at beslutte og danne grundlag for hvilke kombinationer af energibesparende tiltag, der er den optimale løsning i den konkrete sag.

Værktøjet indeholder en database hvor alle energibesparende tiltag er indtastet. Anlægsudgiften, som er forbundet med dem, er beskrevet med matematiske modeller, så de varierer efter renoveringens omfang. Databasen indeholder oplysninger for tiltag der efterisolerer klimaskærmen, udskiftning af vinduer og døre samt tekniske installationer.

Der er muligt at vælge mellem to forskellige optimeringskriterier. Det ene finder kombinationen af tiltag, der giver den mindste totaløkonomi i analyseperioden. Det andet kriterium optimerer i forhold til energirammen, og finder de kombinationer af tiltag, der opnår den ønskede energiramme med færreste økonomiske midler i analyseperioden. Optimeringsværktøjet er programmeret til at anvende en sekventiel søgningsmetode til at udvælge det bedste tiltag i en iteration. Afhængig af optimeringskriteriet kombineres den sekventielle optimeringsmetode med Pareto’s optimeringsmetode.

Afslutningsvis er optimeringsværktøjet anvendt i et casestudio, hvor forskellige scenarier er opstillet for det samme hus.

Project Provider

  • Office: MOE|Aarhus

  • Project ID: #13

  • Date: 2012-11-30

  • Address: Åboulevarden 22

  • Supervisor: Steffen E. Maagaard & Arne Førland-Larsen

  • Phone: +45 8750 8700

  • Email: sem@moe.dk

  • Students: Jesper Siglen Lund

  • Collaborators: Ingeniørhøjskolen Aarhus Universitet