A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
Comfort standards and variations in exceedance for mixed-mode buildings
Mixed-mode buildings operate along a spectrum from sealed heating, ventilation and air-conditioning to 100% naturally ventilated, but little is known about their occupants' comfort expectations and experiences. Exceedance metrics, which quantify the percentage of time that a building's environment falls outside an expected thermal comfort zone, can help address the comfort trade-offs in building design and operation. Practitioners were polled on exceedance use in practice and comfort models and exceedance metrics were analysed: several comfort standards using EnergyPlus simulations of a mixed-mode building with radiant cooling in California's 16 climate zones. Results indicate that comfort model choice significantly influences predicted exceedance. Exceedance using PMV-PPD and the adaptive comfort models from ASHRAE Standard 55, EN 15251, and the Dutch NPR-CR 1752 frequently differed by 10 percentage points, often with 2-4 percentage points across the adaptive models. Yet, recommended exceedance limits often fall between 3% and 5% total. Exceedance predictions are also sensitive to uncertainties in predicted neutral comfort temperatures and variations in building envelope performance, solar heat gain, thermal mass, and control precision. Future work is needed to characterize comfort better in support of improved comfort modelling, exceedance targets, building design and building operation, and the development of related codes and standards. Les immeubles en mode mixte font intervenir un eventail de systemes allant d'un chauffage, d'une ventilation et d'une climatisation etanches a une ventilation 100 % naturelle, mais l'on sait peu de choses sur ce qu'attendent et ressentent leurs occupants en matiere de confort. La metrologie relative aux depassements de seuils, qui quantifie le pourcentage de temps pendant lequel l'environnement d'un immeuble se situe hors d'une zone de confort thermique attendue, peut aider a traiter les compromis en matiere de confort dans la conception et l'exploitation des immeubles. Des professionnels ont ete interroges par sondage sur l'utilisation des depassements de seuils dans la pratique, et les modeles de confort comme la metrologie relative aux depassements de seuils ont ete analyses pour plusieurs normes de confort en utilisant les simulations EnergyPlus d'un immeuble en mode mixte equipe d'un systeme de refroidissement par panneaux dans les 16 zones climatiques de la Californie. Les resultats indiquent que le choix du modele de confort influe considerablement sur les depassements de seuils prevus. Les depassements de seuils utilisant les indices PMV-PPD et les modeles de confort adaptatif de la norme ASHRAE 55, de la norme EN 15251 et de la norme neerlandaise NPR-CR 1752 differaient frequemment de 10 points de pourcentage, avec souvent 2-4 points de pourcentage sur les modeles adaptatifs. Neanmoins, les limites de depassement recommandees se situent souvent entre 3 % et 5 % du total. Les previsions de depassement de seuils sont egalement sensibles aux incertitudes relatives aux temperatures de confort neutres prevues et aux variations en termes de performances des enveloppes des immeubles, d'apport de chaleur par insolation, de masse thermique et de precision des controles. Des travaux ulterieurs sont necessaires pour mieux caracteriser le confort afin d'appuyer les efforts d'amelioration de la modelisation du confort, des objectifs de depassement de seuils, de la conception des immeubles et de l'exploitation des immeubles, ainsi que pour appuyer le developpement des codes et des normes s'y rapportant. Mots cles: confort adaptatif normes de construction modeles de confort refroidissement depassement de seuils mode mixte occupants sensibilite confort thermique
Comfort standards and variations in exceedance for mixed-mode buildings
Mixed-mode buildings operate along a spectrum from sealed heating, ventilation and air-conditioning to 100% naturally ventilated, but little is known about their occupants' comfort expectations and experiences. Exceedance metrics, which quantify the percentage of time that a building's environment falls outside an expected thermal comfort zone, can help address the comfort trade-offs in building design and operation. Practitioners were polled on exceedance use in practice and comfort models and exceedance metrics were analysed: several comfort standards using EnergyPlus simulations of a mixed-mode building with radiant cooling in California's 16 climate zones. Results indicate that comfort model choice significantly influences predicted exceedance. Exceedance using PMV-PPD and the adaptive comfort models from ASHRAE Standard 55, EN 15251, and the Dutch NPR-CR 1752 frequently differed by 10 percentage points, often with 2-4 percentage points across the adaptive models. Yet, recommended exceedance limits often fall between 3% and 5% total. Exceedance predictions are also sensitive to uncertainties in predicted neutral comfort temperatures and variations in building envelope performance, solar heat gain, thermal mass, and control precision. Future work is needed to characterize comfort better in support of improved comfort modelling, exceedance targets, building design and building operation, and the development of related codes and standards. Les immeubles en mode mixte font intervenir un eventail de systemes allant d'un chauffage, d'une ventilation et d'une climatisation etanches a une ventilation 100 % naturelle, mais l'on sait peu de choses sur ce qu'attendent et ressentent leurs occupants en matiere de confort. La metrologie relative aux depassements de seuils, qui quantifie le pourcentage de temps pendant lequel l'environnement d'un immeuble se situe hors d'une zone de confort thermique attendue, peut aider a traiter les compromis en matiere de confort dans la conception et l'exploitation des immeubles. Des professionnels ont ete interroges par sondage sur l'utilisation des depassements de seuils dans la pratique, et les modeles de confort comme la metrologie relative aux depassements de seuils ont ete analyses pour plusieurs normes de confort en utilisant les simulations EnergyPlus d'un immeuble en mode mixte equipe d'un systeme de refroidissement par panneaux dans les 16 zones climatiques de la Californie. Les resultats indiquent que le choix du modele de confort influe considerablement sur les depassements de seuils prevus. Les depassements de seuils utilisant les indices PMV-PPD et les modeles de confort adaptatif de la norme ASHRAE 55, de la norme EN 15251 et de la norme neerlandaise NPR-CR 1752 differaient frequemment de 10 points de pourcentage, avec souvent 2-4 points de pourcentage sur les modeles adaptatifs. Neanmoins, les limites de depassement recommandees se situent souvent entre 3 % et 5 % du total. Les previsions de depassement de seuils sont egalement sensibles aux incertitudes relatives aux temperatures de confort neutres prevues et aux variations en termes de performances des enveloppes des immeubles, d'apport de chaleur par insolation, de masse thermique et de precision des controles. Des travaux ulterieurs sont necessaires pour mieux caracteriser le confort afin d'appuyer les efforts d'amelioration de la modelisation du confort, des objectifs de depassement de seuils, de la conception des immeubles et de l'exploitation des immeubles, ainsi que pour appuyer le developpement des codes et des normes s'y rapportant. Mots cles: confort adaptatif normes de construction modeles de confort refroidissement depassement de seuils mode mixte occupants sensibilite confort thermique
Comfort standards and variations in exceedance for mixed-mode buildings
Borgeson, Sam (author) / Brager, Gail (author)
Building Research & Information ; 39 ; 118-133
2011-03-01
16 pages
Article (Journal)
Electronic Resource
English
Comfort standards and variations in exceedance for mixed-mode buildings
Online Contents | 2011
|Comfort standards and variations in exceedance for mixed-mode buildings
British Library Online Contents | 2011
|Thermal comfort in mixed mode buildings
British Library Conference Proceedings | 2000
|