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 éventail de systèmes allant d'un chauffage, d'une ventilation et d'une climatisation étanches à une ventilation 100 % naturelle, mais l'on sait peu de choses sur ce qu'attendent et ressentent leurs occupants en matière de confort. La métrologie relative aux dépassements 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 à traiter les compromis en matière de confort dans la conception et l'exploitation des immeubles. Des professionnels ont été interrogés par sondage sur l'utilisation des dépassements de seuils dans la pratique, et les modèles de confort comme la métrologie relative aux dépassements de seuils ont été analysés pour plusieurs normes de confort en utilisant les simulations EnergyPlus d'un immeuble en mode mixte équipé d'un système de refroidissement par panneaux dans les 16 zones climatiques de la Californie. Les résultats indiquent que le choix du modèle de confort influe considérablement sur les dépassements de seuils prévus. Les dépassements de seuils utilisant les indices PMV-PPD et les modèles de confort adaptatif de la norme ASHRAE 55, de la norme EN 15251 et de la norme néerlandaise NPR-CR 1752 différaient fréquemment de 10 points de pourcentage, avec souvent 2-4 points de pourcentage sur les modèles adaptatifs. Néanmoins, les limites de dépassement recommandées se situent souvent entre 3 % et 5 % du total. Les prévisions de dépassement de seuils sont également sensibles aux incertitudes relatives aux températures de confort neutres prévues et aux variations en termes de performances des enveloppes des immeubles, d'apport de chaleur par insolation, de masse thermique et de précision des contrôles. Des travaux ultérieurs sont nécessaires pour mieux caractériser le confort afin d'appuyer les efforts d'amélioration de la modélisation du confort, des objectifs de dépassement de seuils, de la conception des immeubles et de l'exploitation des immeubles, ainsi que pour appuyer le développement des codes et des normes s'y rapportant. Mots clés: confort adaptatif normes de construction modèles de confort refroidissement dépassement de seuils mode mixte occupants sensibilité confort thermique