[Back]

V. Mavratzas:
"Thermal Comfort in naturally ventilated Offices in Austrian and Greek Climate";
Supervisor: A. Mahdavi, U. Pont; Institute for Architectural Science, Department of Building Physics and Building Ecology, 2021; final examination: 2021-09-28.

Indoor spaces are an important part of daily life where various activities are accommodated. On the one hand many studies have proved that poor indoor conditions affect health, productivity and comfort of occupants. For this reason, thermal comfort nowadays is a very crucial issue and a lot of work on this field has been done in order to determine the parameters which affect it and also to propose building design-oriented solutions for its improvement. On the other hand, global warming and elevated temperatures affect not only the outdoor thermal conditions but also the indoor thermal comfort, increasing even more the energy demand for cooling. Exploring passive strategies to address the impacts of climate change is unavoidable.During the last decade several standards have been created, which determine the Indoor Environmental Quality (IEQ) of the buildings. The EN 15251 adaptive thermal comfort model provides a thermal comfort evaluation method valid throughout Europe. The purpose of this work is to evaluate the thermal comfort of a virtual naturally ventilated cellular office room in the climates of Vienna, Austria and Athens, Greece, by following the assessment method of EN 15251 standard. For each country, the impact of changes in typical construction characteristics as well as global warming induced changes in climate data were considered and simulated using the IDA ICE (Indoor Climate and Energy) thermal simulation software. Scenarios with modified building design parameters were examined and a comparison of their effectiveness in the current local climates was carried out. The process was repeated in the second part of this work for a short-term and a long-term scenario using the climate data projections for the years 2030 and 2070. The resulting changes of comfort levels are presented and the effectiveness of the proposed design features in the future scenarios is discussed.Predicting thermal comfort through simulations that consider future climate change scenarios can lead to suitable construction decisions in the early stages of building design.

Innenräume sind ein wichtiger Teil des täglichen Lebens, in denen verschiedene Aktivitäten ausgeübt werden. Einerseits haben viele Forschungen bewiesen, dass schlechte Innenraumbedingungen die Gesundheit, die Produktivität und den Komfort der Nutzer beeinträchtigen. Aus diesem Grund ist die thermische Behaglichkeit heutzutage ein entscheidendes Thema, und es wurde bereits viel auf diesem Gebiet gearbeitet, um die Parameter zu bestimmen, die sich auf sie auswirken, und auch, um gebäudedesignorientierte Lösungen für ihre Optimierung vorzuschlagen. Andererseits beeinflussen die globale Erwärmung und die erhöhten Temperaturen nicht nur die thermischen Bedingungen im Freien, sondern auch die thermische Behaglichkeit in Innenräumen, wodurch der Energiebedarf für die Kühlung noch weiter steigt. Die Erforschung passiver Strategien zur Bewältigung der Auswirkungen des Klimawandels ist unumgänglich. Im Laufe des letzten Jahrzehnts wurden mehrere Normen erstellt, die die Innenraumqualität (IEQ) von Gebäuden bestimmen. Das adaptive thermische Behaglichkeitsmodell EN 15251 bietet eine europaweit gültige Methode zur Bewertung der thermischen Behaglichkeit. Zieldieser Arbeit ist es, die thermische Behaglichkeit eines virtuellen, natürlich belüfteten, zellularen Büroraums in den Klimazonen von Athen, Griechenland und Wien, Österreich, zu bewerten, indem die Bewertungsmethode der Norm EN 15251 befolgt wird. Für beide Länder wurden die Auswirkungen von Änderungen der typischen Konstruktionsmerkmale sowie der durch die globale Erwärmung verursachten Änderungen der Klimadaten berücksichtigt und mit der thermischen Simulationssoftware IDA ICE (Indoor Climate and Energy) simuliert. Es wurden Szenarien mit veränderten Gebäudeauslegungsparametern untersucht und ein Vergleich ihrer Wirksamkeit in den aktuellen lokalen Klimazonen durchgeführt. Der Prozess wurde im zweiten Teil dieser Arbeit für ein Kurzzeit- und ein Langzeitszenario unter Verwendung der Klimadatenprojektionen für die Jahre 2030 und 2070 wiederholt. Die sich daraus ergebenden Änderungen der Komfortniveaus werden dargestellt und die Wirksamkeit der vorgeschlagenen Konstruktionsmerkmale in den zukünftigen Szenarien wird diskutiert. Die Vorhersage der thermischen Behaglichkeit durch Simulationen, die zukünftige Klimawandelszenarien berücksichtigen, kann zu geeigneten Konstruktionsentscheidungen in den frühen Phasen der Gebäudeplanung führen.

adaptive thermal comfort, IDA ICE, naturally ventilated buildings, building simulation, global warming, effect on thermal comfort