Trade-offs in building retrofits: A comprehensive multi-criteria decision-making approach — 1950s Finnish apartment building

Thumbnail Image

Files

master_Hukari_Henna_2024.pdf (3.69 MB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

School of Engineering | Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2024-11-16

Department

Major/Subject

Energy in Buildings and Built Environment

Mcode

Degree programme

Master's Programme in Advanced Energy Solutions

Language

en

Pages

100

Series

Abstract

Buildings account for around 40% of energy consumption in the EU. Many of the older buildings have been built with outdated regulations, and addressing these buildings is key to reducing energy consumption. At the moment, very few existing buildings are still being renovated for energy. This master’s thesis examines renovation, focusing on a Finnish apartment building built in the 1950s. One of the goals of the work is to study what kind of compromises have to be made in renovation decision-making. These trade-offs are examined against several criteria. Many multi-criteria decision-making method are utilized and compared. In this way, the aim is to find correlations between the methods and to analyze the suitability of the methods for the situation in question. Lastly, the work also examines the energy renovation potential of a Finnish apartment building built in the 1950s and aims to arrange various renovation measures in order of significance. A comprehensive multi-criteria decision-making tool is developed. The work utilizes external databases that contain data on, for example, renovation measures and weather. In addition, existing building simulator tool is utilized to obtain information about the building’s consumption profile. Alongside these, a Python-based multicriteria decision-making tool is developed that calls the above-mentioned external components using a created user interface. This approach makes it possible to study various energy renovation measures and lays the foundation for a decision-making support tool that has potential for further development. This thesis examines methods with correlation analysis and sensitivity analysis. These provide valuable information on the functionality, stability and reliability of the methods. The results highlight the importance of the multi-criteria combination method for utilizing the strengths of different decision-making methods. This approach improves the accuracy and stability of the decision-making process. Based on these analyses, the thesis gives tailored recommendations for the renovation of the studied building. Ground source heat pump solutions are found to be the most suitable individual repair measures. The significance of research derives from its ability to give value to decision-making concerning the renovation of buildings.

Noin 40% EU:n energiankulutuksesta syntyy rakennuksissa. Monet vanhemmista rakennuksista ovat rakennettu vanhentuneilla määräyksillä, jotka eivät vastaa tämän päivän energiatehokkuusvaatimuksiin. Näihin rakennuksiin tehtävät energiaremontit ovat avain rakennuskannan energiankulutuksen vähentämiseen. Tällä hetkellä näitä remontteja tehdään kuitenkin hyvin vähän. Tämä diplomityö tutkii korjausrakentamista, keskittyen 1950-luvulla rakennettuun suomalaiseen kerrostaloon. Työn yhtenä tavoitteena on tutkia, millaisia kompromisseja korjausrakentamisen päätöksenteossa joudutaan tekemään. Kompromisseja tutkitaan useisiin kriteereihin peilaten. Tutkimuksessa hyödynnetään ja verrataan useita monikriteerisiä päätöksentekometodeja. Tällä tavoin pyritään löytämään metodien välisiä korrelaatioita sekä analysoimaan metodien sopivuutta kyseiseen tilanteeseen. Työn lopussa selvitetään 1950-luvulla rakennetun suomalaisen kerrostalon energiaremonttipotentiaalia sekä pyritään järjestämään erilaiset remonttitoimenpiteet merkityksellisyyden mukaan järjestykseen. Työssä kehitetään kattava monikriteerinen päätöksentekotyökalu. Työssä hyödynnetään ulkoisia tietokantoja, jotka pitävät sisällään tietoa esimerkiksi eri remonttitoimenpiteistä sekä sääolosuhteista. Tämän lisäksi hyödynnetään rakennussimulaattorityökalua, jonka avulla saadaan tietoa rakennuksen energiankulutusprofiilista. Näiden rinnalle kehitetään Python-pohjainen monikriteerinen päätöksentekotyökalu ja käyttöliittymä, jonka kautta voidaan kutsua edellä mainittuja työkaluja. Tämä lähestyminen mahdollistaa erilaisten energiaremonttitoimenpiteiden tutkimisen sekä luo pohjan päätöksenteon tukityökalulle. Työssä tutkitaan metodeja korrelaatioanalyysillä sekä herkkyysanalyysillä. Näiden avulla saadaan arvokasta tietoa metodien toimivuudesta, vakaudesta sekä luotettavuudesta. Työn tuloksena todetaan, että yhdistelmämetodimenetelmässä pystytään hyödyntämään parhaiten yksittäisten metodimenetelmien vahvuuksia ja sillä saavutetaan vakaampi päätöksentekoprosessi. Näiden analyysien perusteella opinnäytetyö antaa räätälöityjä suosituksia tutkitun rakennuksen korjausrakentamiseen. Maalämpöpumppuratkaisut todetaan kannattavimmiksi yksittäisiksi korjaustoimenpiteiksi. Tutkimustulos on merkittävä, sillä sen avulla voidaan kehittää korjausrakentamista koskevaa päätöksentekoprosessia.

Description

Supervisor

Kosonen, Risto

Thesis advisor

Kazi, Abdul Samad (Sami)

Keywords

energy retrofit, multi-criteria decision-making, energy efficiency, stakeholder, trade-off, ranking

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202412137755

Collections

[dipl] Insinööritieteiden korkeakoulu / ENG