In the summer of 2018, Sweden experienced an intense and prolonged heatwave, marked by high temperatures across the country, highlighting the future need for space cooling in residential buildings. The increasing frequency and intensity of heatwaves, driven by climate change, pose significant challenges to the built environment, particularly concerning the energy demand for cooling and the maintenance of thermal comfort in homes. This thesis investigates the impact of future climate conditions on building energy performance, evaluates various cooling technologies, and assesses building resilience to overheating under mid-century climate scenarios. This study focuses on a future residential district in Gävle, Sweden, using projected climate files based on the 8.5 Representative Concentration Pathway (RCP) 8.5 scenario.

A range of cooling technologies were analyzed, including district cooling, absorption chillers, and compression chillers with and without photovoltaic (PV) systems. The performance of these technologies was evaluated based on their primary energy use, life cycle cost analysis (LCCA), and climate resilience using novel overheating resistivity metrics, such as the overheating escalation factor (αIOD) and Indoor Overheating Degree Signature Slope Ratio (ISSR). Climate projections for 2050 indicate substantial increases in cooling demand, with maximum temperatures rising by up to 4.5 ° C during heatwaves compared to current conditions.

The results demonstrate that compression chillers combined with PV systems represent the most energy-efficient and economically viable cooling solution, based on the boundary conditions and factors considered in this study. However, district cooling remains a competitive option for large-scale developments, benefiting from economies of scale. Absorption chillers were found to be suboptimal because of their high energy use and higher life cycle costs.

Furthermore, The study reveals that building typology influences resistance to overheating, with block buildings exhibiting better performance due to their compact design. Resilience metrics such as αIOD and ISSR underscore the importance of integrating adaptive comfort models and passive design strategies to improve building resilience under future climate conditions.

This work provides critical insights into the selection of cost-effective and resilient cooling technologies while promoting sustainable building practices. The findings contribute to the growing body of research on climate adaptation in the built environment, guiding future policy and design strategies to mitigate the impacts of extreme heat in urban areas.

Sommaren 2018 drabbades Sverige av en intensiv och långvarig värmebölja med rekordhöga temperaturer över hela landet. Denna händelse belyser behovet av kylsystem i bostäder framöver. Den ökande frekvensen och intensiteten av värmeböljor, som drivs av klimatförändringar, utgör betydande utmaningar för den byggda miljön, särskilt vad gäller energibehov för kylning och inomhustemperaturkomfort. Denna avhandling undersöker hur framtida klimatförhållanden påverkar byggnaders energiprestanda, utvärderar olika kylteknologier och analyserar byggnaders motståndskraft mot överhettning i scenarier för mitten av seklet.

Studien fokuserar på ett framtida bostadsområde i Gävle, Sverige, och använder klimatfiler baserade på det representativa koncentrationsscenariot (RCP) 8.5. Ett antal kylteknologier analyserades, inklusive fjärrkyla, absorptionskylmaskiner samt kompressorkylmaskiner, både med och utan solcellsanläggningar (PV-system). Prestandan hos dessa teknologier utvärderades utifrån deras primära energianvändning, livscykelkostnadsanalys (LCCA) och klimattålighet med hjälp av innovativa mått för överhettningsresistens, såsom överhettningens eskalationsfaktor (αIOD) och Indoor Overheating Degree Signature Slope Ratio (ISSR). Klimatprognoser för år 2050 visar betydande ökningar i kylbehovet, med maximala temperaturer som kan stiga med upp till 4,5°C under värmeböljor jämfört med dagens nivåer.

Resultaten visar att kompressorkylmaskiner kombinerade med solcellsanläggningar är den mest energieffektiva och ekonomiskt fördelaktiga lösningen inom studiens ramar. Fjärrkyla framstår dock som ett konkurrenskraftigt alternativ för storskaliga utvecklingsprojekt, tack vare dess stordriftsfördelar. Absorptionskylmaskiner visade sig vara mindre optimala på grund av hög energiförbrukning och högre livscykelkostnader.

Studien avslöjar dessutom att byggnadstyp har en betydande inverkan på motståndskraften mot överhettning, där flerbostadshus presterar bättre tack vare sin kompakta design. Resiliensmått som αIOD och ISSR understryker vikten av att integrera adaptiva komfortmodeller och passiva designstrategier för att stärka byggnaders tålighet under framtida klimatförhållanden.

Arbetet ger viktiga insikter om val av kostnadseffektiva och resilienta kylteknologier samtidigt som det främjar hållbara byggnadspraxis. Resultaten bidrar till den växande forskningen om klimatanpassning inom den byggda miljön och ger vägledning för framtida policyer och designstrategier för att minska effekterna av extrem värme i urbana områden.