Assessment of occupants’ comfort expectations related to the adoption of personal environmental control systems

Steigende globale Temperaturen führen zu einem Forschungsbedarf hinsichtlich Anpassungsfähigkeit und Nutzerkomfort von Personen in Gebäuden. Zur Reduktion des Energieverbrauchs von Raumkühlungen werden energiesparende Alternativen wie Personal Environmental Control Systems (PECS) untersucht. Die Einführung persönlicher Kontrollstrategien sollte mit einer Lockerung der Komfortanforderungen einhergehen, da eine Verschiebung der Erwartungen an Behaglichkeit die thermische Nutzerakzeptanz erhöhen und die Einführung von PECS erleichtern könnte. Ziel dieser Arbeit ist es, Kriterien für thermischen Komfort zu definieren, die den Nutzererwartungen entsprechen und die Implementierung von PECS unterstützen. ... mehrEs wird untersucht, welche Rolle die Komforterwartungen der Nutzenden in Bürogebäuden spielen und wie sie die Einführung eines Lüftungs-PECS beeinflussen.

Mittels experimenteller Studien und Gebäudesimulationen wurden eine Leistungsbewertung und Kosten-Nutzen-Analyse für einen integrierten persönlichen Deckenventilator (PCF) durchgeführt. Basierend auf psychologischen und Verhaltenstheorien wurde ein theoretisches Erwartungs-Framework vorgeschlagen und anhand von Daten aus einer landesweiten Umfrage getestet. In Labor- und Feldstudien wurde der Einfluss der Nutzererwartungen auf thermischen Komfort und Zufriedenheit mit dem PCF untersucht. Die PCF bieten eine Niedrigenergiestrategie bei gleichzeitiger Erfüllung der thermischen Komfortanforderungen in warmen Räumen. Die Wirkung der Luftbewegung, die entsprechenden physiologischen Reaktionen und die psychologische Anpassung durch persönliche Kontrolle sind wesentliche Eigenschaften der PCF zur Verbesserung des thermischen Komforts. Die thermische Wahrnehmung hängt eng mit den Erwartungen zusammen und verringert den thermischen Komfort, wenn diese nicht übereinstimmen. Kognitive psychologische Konstrukte charakterisieren die Behaglichkeitserwartungen, die hauptsächlich durch warme Innentemperaturen und bekannte Umgebungen beeinflusst werden. Die Nutzererwartungen können mit der Einführung von PCF in Einklang gebracht werden, indem normative Motivationen durch masgeschneiderte Informationen gefördert werden.

Zusammenfassend können Nutzer über die Bewertung von sozialpsychologischen
Faktoren anhand ihrer individuellen Erwartungen identifiziert werden. Eine Anpassung der Komforterwartung, z. B. durch normative Nachrichten und persönliche Kontrolle, könnte dazu führen, dass Nutzer widerstandsfähiger werden und Niedrigenergiesteuerungsstrategien übernehmen. Die Einführung von Lüftung-PECS könnte damit den thermischen Komfort und die Energieeffizienz in Gebäuden verbessern.

Rising global temperatures have increased the need for research into human adaptability and comfort in buildings. To reduce comfort-related energy demand, lowenergy alternatives for space cooling, such as Personal Environmental Control Systems (PECS), are being investigated. However, the implementation of personal adaptive control strategies should be accompanied by a relaxation of comfort requirements. Shifting occupants’ comfort expectations may increase thermal acceptability and facilitate the implementation of PECS in buildings. This research aims to extend the thermal comfort criteria to support the use of PECS and in line with occupant expectations. ... mehrTherefore, the role of occupants’ comfort expectations in office buildings and their influence on the adoption of a ventilation PECS is investigated.

Firstly, a performance evaluation and a cost-benefit analysis of a type of ventilation PECS, an embedded personal ceiling fan (PCF), were conducted through an experimental study in a test chamber and building simulation. To define expectations in the built environment, and based on existing theories of psychology and human behavior, a theoretical framework of expectations was proposed and tested using data from a nationwide survey. A series of laboratory and field studies were conducted to investigate the influence of occupants’ comfort expectations on thermal comfort and satisfaction with the PCF. The analyzed PCF is a low-energy strategy capable of meeting occupants’ thermal comfort requirements in warm indoor environments. The effect of air movement on specific body parts, the physiological response and the effect of personal control on psychological adaptation are the main features of
the PCF in improving occupants’ thermal comfort. However, thermal perception is strongly related to expectations, decreasing occupants’ thermal comfort if experiences do not match expectations. Cognitive psychological constructs can characterize comfort expectations, which are mainly influenced by warm indoor temperatures and known environments. Occupants’ expectations can be aligned with the adoption of ventilation PECS by activating normative motivations through tailored information, increasing occupants’ thermal satisfaction and PCF acceptance.

Findings suggest that it is possible to identify occupants according to their individual expectations by assessing social-psychological factors. Shifting comfort expectations, for instance, through normative messaging and personal control, could shape more resilient
occupants toward the adoption of low-energy control strategies. Thus, implementing ventilation PECS could improve occupants’ thermal comfort and energy efficiency in buildings.