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A. Mohammadi:
"Modeling occupants´ control actions and their energy implications in an office building";
Supervisor, Reviewer: A. Mahdavi, W. Winter; Institut für Architekturwissenschaften, Abteilung Bauphysik und Bauökologie, 2007; oral examination: 2007-10-31.

The present thesis describes the results of a study to capture patterns of user control actions in an office building in Vienna, Austria with regard to buildings´ technical systems for heating, cooling and lighting based on a long-term study. It describes an effort to observe control-oriented occupant behavior in 29 offices of a large high-rise office complex over a period of one year. Specifically, states and events pertaining to occupancy, building systems, indoor environment, and external environment were monitored. A weather station, a number of indoor data loggers, and two digital cameras were used to continuously monitor - and record every five minutes - such events and states: occupancy, indoor and outdoor temperature and relative humidity, internal illuminance, external air velocity and horizontal global irradiance, status of electrical light fixtures, position of shades. The main task of the project is to monitor and analyze the behavior of the monitored occupants for providing a better understanding of occupants´ interactions with building energy systems.
Upon the analysis of the collected data, this work explores a number of hypothesized relationships between the nature and frequency of the control actions on one side and the magnitude and dynamism of indoor and outdoor environmental changes on the other side. The results reveal distinct patterns in the collected data. Specifically, control behavior tendencies show dependencies both on indoor environmental conditions and outdoor environmental parameters. A summary of these tendencies is presented. These kinds of relationships have the potential to provide the basis of behavioral models for control-oriented user actions in buildings. Such models can subsequently be integrated in comprehensive building information models to support facility management and indoor environmental control operations in buildings. Moreover, the modeling of occupants´ behavior would make possible to predict the influence of the human factor on the building environment and increase the accuracy of the energy performance predictions and improving occupants´ comfort.

Diese Arbeit ist das Ergebnis einer empirischen Langzeitstudie und untersucht das Nutzerverhalten in einem Bürogebäude in Wien (Österreich), bezogen auf die Steuerung von Systemen zur Heizung, Kühlung und Beleuchtung. Sie ist der Versuch kontrollorientiertes Nutzerverhalten über den Zeitraum von einem Jahr in einem großen Hochhauskomplex in über 29 Büros zu analysieren. Im Detail wurde die Anwesenheit der Nutzer, der Status der Gebäudesysteme, das Innenklima und das Außenklima beobachtet. Dazu wurde eine Wetterstation (Außentemperatur, rel. Feuchte, Windgeschwindigkeit, horizontale Globalstrahlung), Sensoren zur Messung der Innenparameter (Innentemperatur, rel. Feuchte, Beleuchtungsstärke im Innenraum, Status der künstlichen Beleuchtung) sowie zwei Digitalkameras (Öffnungsgrad der Beschattung) verwendet und die Werte in einem Intervall von fünf Minuten gespeichert. Das Hauptziel der Arbeit ist die Interaktion zwischen Nutzer und den Gebäudesystemen transparenter zu machen.
Durch die Analyse der gesammelten Daten konnte eine Vielzahl von Hypothesen über das Verhältnis zwischen der Art und Häufigkeit von Steuertätigkeiten einerseits und der Größe und Dynamik von Änderungen im Innen und Außenraum überprüft werden. Die Ergebnisse zeigen eindeutige Zusammenhänge, die in der Arbeit zusammengefasst sind. Diese Hypothesen können als Grundlage für kontrollorientierte Nutzerverhaltensmodelle herangezogen werden. Diese Modelle können in der Folge in umfassende Gebäudemodelle integriert werden um Gebäudesteuerung und Facility Management zu unterstützen. Weitergehend kann bei eingehender Kenntnis des Nutzerverhaltens der Einfluss des Faktors Mensch auf das Gebäude selbst vorhergesagt und dadurch der Energieverbrauch reduziert und der Komfort der Nutzer erhöht werden.

Control Actions, office buildings, energy implications

Project Head Ardeshir Mahdavi:
People as Power Plant