Ventilation in Adaptive Reuse : Reducing uncertainty in concept-stage decisions

Abstract

Decarbonisation of the built environment requires alternatives to the prevailing practice of demolition followed by new construction. The new production of buildings adds upfront embodied emissions, while much of the non-residential stock remains underutilised, and housing demand remains high. Adaptive reuse, the practice of converting existing buildings for new functions, preserves the building's envelope and structural frame, and may retain its building services, thereby avoiding embodied emissions and capital costs. Ventilation equipment can be reused or adapted; however, concept-stage planning often defaults to full replacement of it. Early design decisions, therefore, determine whether reuse is seen as viable and what material and cost consequences follow.
This thesis develops a framework for retaining or adapting ventilation in conversion projects, providing structured decision support to reduce uncertainty at the conceptual stage. The thesis comprises three strands. First, a building stock strand reconstructs pre- and post-conversion building pairs from national Energy Performance Certificates (EPCs). This is done to identify conversion pathways and describe the dominant ventilation concept, as well as the declared airflow. Second, a feasibility strand compares ventilation requirements from earlier and current Swedish building regulations. This strand also uses interview data to capture practitioners’ perspectives on when reuse is acceptable and how responsibilities are allocated. Third, a design-science strand develops a ventilation-aligned, low-intervention design (VALID) sequence that screens functional programme-layout compatibility, aligns high-demand rooms with existing supply terminals, and assesses consequences through scenario-based LCC and LCA limited to stages A1–A5.
Three results follow. Stock-scale conversions concentrate on office-to-residential and retail-linked pathways. Within these, EPCs tend to indicate retention of the ventilation concept, and where paired changes in declared airflow are detectable, reductions dominate. The feasibility strand suggests that office-to-apartment, school-to-apartment, and school-to-office pairs may meet contemporary outdoor air requirements without altering the ventilation concept. Practitioners state that reuse is acceptable when performance, cleanliness, airtightness, origin and documentation of the ventilation systems can be verified. Applying the screen-align-appraise method to an office-to-residential case enables a large portion of the existing ventilation system to be retained, resulting in reductions in carbon emissions (stages A1–A5) and construction costs compared to full replacement. A workshop-based screening of a pre-school-to-elderly care case led to rejecting the conversion because the required functional divisions and adjacencies could not be accommodated within the as-found layout.
The primary contribution of this thesis is the reduction of concept-stage uncertainty in adaptive reuse projects with a focus on ventilation. This is achieved by establishing a national baseline for conversion pathways and ventilation characteristics within these pathways, developing a feasibility framework that translates regulations and acceptance procedures into project-level conditions for reuse, and conceptualising a low-intervention conversion method that focuses on preserving existing supply-air systems and reporting ranges of environmental and cost outcomes. This approach can support lower-intervention conversions where hygiene, airtightness and documentation requirements are met.

Abstract (Swedish)

För att minska och försöka eliminera utsläppen av koldioxid från byggsektorn krävs alternativ till dagens metod att skapa önskad funktion genom att riva befintliga byggnader följt av nyproduktion. Nyproduktion av byggnader medför stora klimatbelastande utsläpp kopplade till framställning av nya produkter och material, men även kopplat till rivnings- och nybyggnadsprocessen. Samtidigt är en del av lokalbeståndet underutnyttjat och bostadsefterfrågan stor. Ett alternativ för att lösa detta är konvertering, som innebär anpassning av en befintlig byggnad för att passa en ny typ av användning. Vid en konvertering kan den bärande stommen och klimatskalet bevaras men det möjliggör också återanvändning av delar av de installationstekniska systemen. Konvertering har potential att minska utsläppen knutna till produkt- och byggskedet och kan även vara en kostnadseffektiv lösning. Ventilationsaggregat och kanalsystem kan i många fall återanvändas eller anpassas, men i tidigt projekteringsskede väljs ofta detta alternativ bort till förmån för helt nya ventilationssystem utan att undersöka möjligheten till bevarande och återanvändning. Tidiga beslut avgör om återanvändning anses som ett rimligt alternativ och vilka resurs- och kostnadskonsekvenser som detta får.
I denna licentiatavhandling undersöks möjligheten för bevarande eller anpassning av ventilationssystem vid konvertering med Sverige som nationell avgränsning, samt utvecklas ett strukturerat beslutsstöd som minskar osäkerheten vid tidigt projekteringsskede för konvertering av byggnader. Licentiatavhandlingen omfattar tre delar. Först används svenska energideklarationer (EPC) för att på byggnadsbeståndsnivå beskriva konverteringspar, det vill säga par av samma byggnad ”före verksamhetsbyte” och ”efter”, i syfte att identifiera typiska konverteringsvägar. Efter detta analyseras dessa konverteringsvägars påverkan på deklarerad ventilationsprincip (F/FT/FTX) och deklarerat uteluftsflöde. Därefter jämförs svenska luftflödesbestämmelser från olika tiders normer med dagens normer på rums- och verksamhetsnivå. Dessutom inhämtas industrins bedömningar avseende villkor för när det för dem är acceptabelt att återanvända installationstekniska system. Vidare inkluderas industrins syn på ansvarsfördelning i konverteringsprojekt. Avslutningsvis redovisas en konverteringsmetod som baseras på att göra så liten åverkan på det befintliga ventilationssystemet som möjligt, genom att förpröva kompatibiliteten mellan den framtida verksamhetens krav och befintlig planlösning och att placera lokaler med höga uteluftsbehov där befintliga tilluftsdon och kanaler kan utnyttjas. Dessutom värderas följder med scenariobaserad livscykelanalys (LCA) inom de standardiserade skedena A1–A5 (produkt- och byggskede) och livscykelkostnadsanalys (LCC).
Tre resultat framträder. För det första koncentreras konverteringar på byggnadsbeståndsnivå till att gå från kontor till bostäder samt konverteringar kopplade till handel/butikslokaler. Inom dessa par bibehålls ofta den angivna ventilationsprincipen. När det gäller deklarerade förändringar i dimensionerande uteluftsflöde dominerar minskningar. För det andra visar jämförelserna att flera par, exempelvis kontor → lägenheter samt skola → lägenheter eller skola → kontor, kan uppfylla dagens innemiljökrav utan att en ny ventilationsprincip måste föreskrivas. Industrin anger att acceptans för återanvändning förutsätter påvisbar renhet och lufttäthet i systemen, spårbar dokumentation (ursprung, underhåll och status) samt tydlig garanti- och ansvarsfördelning. Om dessa villkor uppfylls bedöms ventilationssystem ofta som återanvändbara. För det tredje visar tillämpningen av metoden att förpröva–placera–värdera i en konvertering från kontor till bostad att en stor del av tilluftskanalsystemet kan behållas, vilket jämfört med ett utbyte av hela systemet ger betydande potentiella minskningar av växthusgasutsläpp (A1–A5) samt lägre omedelbara kostnader i byggskedet. En workshop-baserad förprövning av en konvertering från förskola till äldreboende förkastade denna konvertering, eftersom kompatibiliteten inte kunde tillgodoses inom den befintliga planlösningen.
Denna licentiatavhandlings huvudsakliga bidrag är att minska osäkerheten i det tidiga projekteringsskedet vid konvertering av byggnader med fokus på ventilationssystem. Arbetet tydliggör ett nationellt underlag som redovisar genomförda konverteringar av byggnader i Sverige baserat på data insamlat via energideklarationer. Dessutom ger arbetet ett perspektiv på hur regelverket tolkas och att det, enligt detta underlag, inte föreligger några hinder för konvertering av befintliga byggnader i de tekniska delarna av byggreglerna. Arbetet inkluderar även industrins perspektiv på återanvändning av installationstekniska system och hinder för detta. Slutligen analyserades hur konvertering av en byggnad kan konceptualiseras, med speciellt fokus på bevarande av befintliga tilluftssystem.

• author: Iarkov, Ilia
• supervisor: Dennis Johansson; Victor Fransson; Ulla Janson; Henrik Davidsson
• organization: Division of Building Services
• alternative title: Ventilation vid Konvertering av Byggnader : Minskad osäkerhet i tidigt projekteringsskede
• publishing date: 2025-11-21
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Building Technologies
• keywords: Adaptive reuse, Building Services, Concept-stage Decision-making, Data Analysis, HVAC, Ventilation, Sustainability, Konvertering av Byggnader, Installationstekniska System, Beslutsfattande i Tidigt Projekteringsskede, Dataanalys, VVS, Ventilation, Hållbarhet
• in: TVIT
• issue: 1009
• pages: 55 pages
• ISSN: 1652-6783
• ISBN: 978-91-85415-24-3
• ISBN: 978-91-85415-25-0
• project: ASSURE - Adaptation of urban Space through SUstainable REgeneration
• language: English
• LU publication?: yes
• additional info: ISRN: LUTVDG/TVIT-25/1009-SE(55)
• id: 2ad6409a-981a-4f96-8894-246881afde7d
• date added to LUP: 2025-11-21 12:50:46
• date last changed: 2025-11-25 13:39:56