An Overview of IEA EBC Annex 66 Defini4on and Simula4on - - PowerPoint PPT Presentation

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An Overview of IEA EBC Annex 66 Defini4on and Simula4on of Occupant Behavior in Buildings Tianzhen Hong Building Technology and Urban Systems Department

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An ¡Overview ¡of ¡IEA ¡EBC ¡Annex ¡66 ¡ ¡

Defini4on ¡and ¡Simula4on ¡of ¡Occupant ¡Behavior ¡in ¡Buildings

Tianzhen ¡Hong ¡

Building ¡Technology ¡and ¡Urban ¡Systems ¡Department ¡

Annex ¡58 ¡and ¡60 ¡Seminar ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Lawrence ¡Berkeley ¡NaEonal ¡Laboratory ¡ September ¡17, ¡2014 ¡

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Background

Influencing ¡factors ¡in ¡energy ¡ modeling: ¡

  • Occupancy ¡
  • OperaEon ¡and ¡maintenance ¡
  • Occupant ¡behavior ¡
  • Controls ¡
  • Actual ¡equipment ¡

performance ¡

  • Weather ¡data ¡
  • SimplificaEon ¡and ¡errors ¡in ¡

models! ¡

Source: NBI report 2008 Energy Performance of LEED For New Construction Buildings

Large ¡gaps ¡between ¡measured ¡and ¡simulated ¡energy ¡use

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Page ¡3 ¡

Energy Use of High Performance Buildings

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Page ¡4 ¡

Background

Courtesy: ¡Danny ¡Parker, ¡FSEC ¡

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Page ¡5 ¡

Steps ¡Taken ¡by ¡Building ¡Operators ¡to ¡ ¡ Address ¡Thermal ¡Complaints ¡

IFMA 2009 HVAC Survey

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Diversity ¡of ¡Occupant ¡Behavior

Other ¡responses ¡include: ¡complain, ¡contact ¡facili4es ¡department, ¡keep ¡ blankets ¡and ¡sweaters ¡within ¡reach, ¡and ¡open ¡windows. ¡ IFMA ¡2009 ¡HVAC ¡Survey ¡of ¡IFMA ¡members ¡in ¡US ¡and ¡Canada ¡ with ¡452 ¡responses ¡from ¡3357 ¡samples ¡

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Page ¡7 ¡

PracEcal ¡Reasons ¡that ¡ ¡ Natural ¡VenElaEon ¡may ¡not ¡work ¡ ¡

Occupants ¡may ¡not ¡open ¡windows ¡due ¡to: ¡ ¡

  • 1. Outdoor ¡air ¡dusty ¡
  • 2. Outdoor ¡air ¡polluted ¡
  • 3. Outdoor ¡air ¡bad ¡smell ¡
  • 4. Outdoor ¡too ¡noisy ¡
  • 5. Raining ¡
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Complexity ¡of ¡Human ¡Behavior ¡in ¡Buildings ¡

IFMA 2009 HVAC Survey of IFMA members in US and Canada with 452 responses from 3357 samples

  • Stochas4c ¡ ¡
  • Mul4-­‑disciplinary ¡
  • Various ¡driving ¡factors: ¡

– Individual: ¡culture, ¡lifestyle, ¡ habit, ¡environmental ¡ awareness ¡ – Temporal: ¡4me ¡of ¡the ¡day, ¡ day ¡of ¡the ¡year ¡ – Spa4al: ¡office, ¡home,… ¡ – Indoor ¡and ¡outdoor ¡ environmental ¡condi4ons ¡

  • Very ¡limited ¡data ¡to ¡help ¡us

¡ understand ¡

Diverse ways to turn on air-conditioning:

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Challenges

  • Typical ¡OB ¡Category ¡and ¡DistribuEon ¡

X 10 X 7 X 9 X 12 X 6

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Occupant ¡behavior ¡is ¡a ¡key ¡factor

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Importance ¡and ¡Urgency

  • OB ¡is ¡a ¡Key ¡factor ¡for ¡design ¡op4miza4on, ¡energy ¡diagnosis ¡and ¡

performance ¡evalua4on, ¡and ¡also ¡building ¡energy ¡simula4on ¡

  • Limited ¡understanding ¡or ¡inadequate ¡over-­‑simplifica4on ¡on ¡OB; ¡
  • In-­‑depth ¡quanEtaEve ¡analysis ¡urgently ¡needed; ¡
  • Over ¡20 ¡groups ¡all ¡over ¡the ¡world ¡studying ¡OB ¡individually ¡ ¡
  • Lack ¡of ¡consensus ¡in ¡common ¡language, ¡in ¡good ¡experimental ¡design, ¡and ¡

in ¡modeling ¡methodologies. ¡

  • An ¡interna4onal ¡coopera4on ¡is ¡extremely ¡important ¡for ¡both ¡knowledge ¡

gaining ¡and ¡data ¡sharing ¡

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Focus

  • Focus ¡on ¡how ¡OB ¡physically ¡and ¡quanEtaEvely ¡affect ¡on ¡

building ¡performance ¡

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Research ¡Target

Develop ¡a ¡scienEfic ¡framework ¡for ¡OB ¡quanEtaEve ¡ definiEon ¡and ¡simulaEon ¡methodologies ¡

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Technical ¡Approach

Targe4ng ¡Building ¡types: ¡ ResidenEal ¡buildings ¡& ¡Office ¡buildings

Occupant ¡ movement ¡and ¡ presence AcEon ¡Model ¡in ¡ residenEal ¡ buildings ¡ AcEon ¡Model ¡in ¡ commercial ¡ buildings ¡ IntegraEon ¡of ¡OB ¡ model ¡with ¡ simulaEon ¡tools ¡ DemonstraEon ¡of ¡ the ¡applicaEons ¡of ¡ OB ¡models ¡

Sub-­‑Task ¡A Sub-­‑Task ¡B Sub-­‑Task ¡C Sub-­‑Task ¡D Sub-­‑Task ¡E

Fundamental ¡ Research ¡ PracEcal ¡ ApplicaEon ¡

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Page ¡15 ¡

ST-­‑A ¡Personnel ¡presence ¡and ¡movement ¡model

Occupant’s ¡presence ¡and ¡movement ¡is ¡strongly ¡connected ¡ with ¡Space, ¡Time ¡and ¡Events ¡ Personal ¡ Presence ¡& ¡Movement

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ST-­‑B ¡Ac4on ¡model ¡in ¡residen4al ¡buildings

Occupant’s ¡ac4ons ¡are ¡influenced ¡by ¡environmental ¡and ¡ physical ¡parameters ¡in ¡a ¡stochas4c ¡way ¡

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ST-­‑C ¡Ac4on ¡model ¡in ¡commercial ¡buildings

0.006 0.095 0.163 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 Single ¡Office Medium ¡Office Large ¡Office kWh/m2/day

Lighting ¡energy ¡consumption

Higher ¡possibility ¡of ¡interac4on ¡and ¡nego4a4on ¡among ¡

  • ccupants ¡in ¡commercial ¡buildings

¡

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ST-­‑D ¡Integra4on ¡with ¡simula4on ¡soaware

Essen4al ¡to ¡integrate ¡the ¡OB ¡models ¡with ¡BEMs ¡to ¡exhibit ¡the ¡ influence ¡of ¡OB ¡on ¡building ¡energy ¡and ¡performance ¡

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ST-­‑E ¡Applica4ons ¡of ¡OB ¡models ¡

  • Robust ¡energy ¡simula4on ¡results:

– More ¡accurate ¡system/equipment ¡sizing – More ¡robust ¡system ¡for ¡green ¡building ¡assessment ¡tool – More ¡reliable ¡data ¡for ¡government ¡to ¡establish ¡relevant ¡policies ¡

  • Understand ¡the ¡energy ¡impact ¡of ¡different ¡occupant ¡behavior ¡so ¡as ¡to:

– Design ¡more ¡people-­‑centered ¡facili4es – Control ¡building ¡systems ¡smarter – Interact ¡and ¡encourage ¡the ¡appropriate ¡ac4on ¡of ¡individuals ¡

  • Bring ¡industry ¡into ¡OB ¡applica4ons ¡
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Outcomes ¡& ¡Audience

¡

Outcomes Target ¡Audience

1 Standard ¡defini4on, ¡descrip4on ¡and ¡ classifica4on ¡of ¡occupant ¡behavior Building ¡Energy ¡Researchers ¡ Energy ¡Modellers ¡ SimulaEon ¡Sodware ¡Developers 2 Systema4c ¡measurement ¡approach, ¡ modelling ¡and ¡valida4on ¡methodology 3 Occupant ¡ Behavior ¡ Database ¡ with ¡ data ¡ at ¡ different ¡temporal ¡and ¡spa4al ¡resolu4ons 4 Soaware ¡ to ¡ simulate ¡ OB, ¡ integrated ¡ with ¡ BEM ¡programs Building ¡Designers ¡ Energy ¡Saving ¡Evaluators ¡ HVAC ¡Engineers ¡ System ¡Operators ¡ Energy ¡Policy ¡Makers 5 Case ¡ studies ¡ and ¡ guidelines ¡ to ¡ demonstrate ¡ applica4ons

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ParEcipants

22 ¡Countries

Australia Austria Belgium Brazil Canada China Denmark Finland France Germany HongKong Hungary Italy Japan Korea Netherland Norway Poland Spain Sweden UK USA Singapore

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WORK ¡PLAN

  • PreparaEon ¡phase ¡ ¡

– One ¡year ¡(2013.11 ¡— ¡2014.10) ¡

  • Working ¡phase ¡

– Two ¡and ¡a ¡half ¡years ¡(2014.11 ¡— ¡ 2017.6) ¡

  • ReporEng ¡phase ¡

– Half ¡a ¡year ¡(2017.7 ¡— ¡2017.12) ¡

2013.11 2014.11 2015.11 2017.6 2017.12

PreparaEon ¡phase ¡

¡Working ¡ phase ¡

ReporEng ¡phase ¡

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Summary

  • OB ¡has ¡great ¡influence ¡on ¡building ¡energy ¡usage ¡and ¡

technology ¡evalua4on ¡ ¡

  • There ¡s4ll ¡lacks ¡quanEtaEve ¡methods ¡and ¡common ¡language ¡

for ¡OB ¡descrip4on ¡and ¡simula4on ¡

  • ANNEX ¡66 ¡focuses ¡on ¡sekng ¡up ¡a ¡scienEfic ¡framework ¡for ¡OB ¡

defini4on, ¡descrip4on, ¡simula4on ¡and ¡applica4ons ¡

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3rd ¡expert ¡meeEng ¡at ¡LBNL

  • One ¡day ¡Technical ¡Forum ¡+ ¡two ¡days ¡expert ¡mee4ng
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More ¡InformaEon ¡

¡ ¡

Tianzhen ¡Hong ¡ thong@lbl.gov ¡ ¡ Annex66.org ¡

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