<div>The evolution of existing building construction is envisioned as modular construction. Instead of on-site construction, buildings can be assembled on-site using prefabricated modular elements. These modular elements could integrate intelligent building technologies to enable autonomous, occupant responsive, scalable, cost-effective, and sustainable features. On-site assembly of modular construction elements would offer better quality control, decrease material waste and resources, with more predictable schedules. These building elements would allow more cost-effective integration of new intelligent sensors, adaptive interfaces, renewable energy and energy recovery technologies, comfort delivery, and resiliency technologies, making high-performance buildings more affordable. To explore and evaluate these modular and intelligent comfort delivery concepts and advanced approaches for interaction with occupants, a new Human-Building Interactions Laboratory (HBIL) has been designed and is under development. The facility has a modular construction layout with thermally active panels, and the interior surface temperature of each panel can be individually controlled using a hydronic system. Such configuration allows us to emulate different climate zones and building type conditions and perform studies such as the effect of different kinds of active building surfaces on thermal comfort, localized comfort delivery, and occupant comfort control. Moreover, each panel is reconfigurable to investigate different interior surface treatments for thermal, visual, and acoustic comfort conditions. <br></div><div>In this MS thesis work, the overall design approach of the facility is presented. Development, experimental investigation of thermal performance, and aligned design modifications of a prototype thermo-active wall panel are explained in detail. Detailed development of a 1-D transient numerical model for the prototype wall panel and its tuning and validation are also presented. Furthermore, the design and installation plan of the hydronic system for the HBIL facility are also presented with an initial commissioning plan.</div>

The thesis deals with evaluation of the environmental thermal state in closed rooms with people inside the room. The achievement of thermal comfort is related to thermal balance of human body. People are producing heat during their work, which has to be carried away from the body to surrounding area by radiation, convection, conduction, respiration and evaporation. The intensity of heat removal is influenced by environmental parameters, especially by air temperature, mean radiant temperature, air velocity and humidity. Personal factors as energy expenditure of human body and clothing resistance are influencing the intensity of heat removal as well. People are able to influence the thermal comfort by their behaviour in given environment, appropriate clothing and regulation of basic environmental parameters. CSN EN ISO 7730 standard states that environmental parameters should be estimated or measured. The operative temperature is than evaluated from collected data. This operative temperature is defined as the temperature of black enclosed area where the human body will be by convection and radiation sharing the same amount of heat as in real inconsistent environment. Nowadays on the market there is no cheap solution for sensor which is able to evaluate the operating temperature and could be used in buildings. There are a lot of professional sensors which have very high accuracy, but are very expensive. Therefore are mainly used only for research or for single and exceptional measurement of environmental thermal state in rooms. The thesis is therefore focused on proposal of suitable (compact) operative temperature sensor assembled according to valid regulations and standards. Emphasis is placed mainly on the sensor price together with guarantee of sufficient accuracy. The proposed sensor is providing information to control system which is than able to adjust the parameters of environment using appropriate way based on relevant requirements. Here is some space for energy savings due to possible continuous measurement and evaluation of environmental thermal state in different rooms. Therefore, during continuous measurement no unnecessary rooms overheating in winter as well as unreasonable cooling in summer should occur. This research and solution is than reflected in reduction of energy consumption used for building operation and subsequently reduction of the pollutants production. This issue is being watched with increasing interest. Another advantage is that whole system is able to work autonomously without human intervention. People no longer have to continuously adjust air temperature because the control system is able to evaluate the most appropriate adjustments based on objective data obtained from the sensor. The thesis includes subsequent verification of proposed sensor as well as the definition of sensor technical parameters including analysis of measurement uncertainties.

Sweden is undergoing energy transition to become a zero-carbon economy with electricity production aims at 100% from renewable resources by 2040. Sweden also has a national goal to have fossil-free vehicle fleet by 2030. The increasing share of intermittent renewable resources creates growth in mismatches between electricity supply and demand. Demand flexibility provides solution to imbalances in power system where the prosumers can regulate their energy consumption. Demand response (DR) mechanism could be beneficial to power gird stability. Electric heat pumps serve as a pool of flexible load meanwhile the thermal inertia of the residential buildings serves as thermal energy storage. In this thesis, a techno-economic analysis of demand flexibility from heat pumps for residential buildings located in central Örebro is carried out with assistance of building energy simulations. This thesis aims to improve the intelligence of this existing buildings by comprehending the size of thermal inertia availability according to different heat demand, building envelope materials, ventilation systems, weather conditions and user behaviors. Two multi-family residential buildings, Klockarängsvägen and Pärllöken, are selected for case study and compared in terms of thermal inertia and avoided peak power fees in avoided peak power fee from flexible heat pump loads. Both buildings use heat pumps for space heating and domestic hot water supply. Electricity billings are subscribed to power tariff scheme, which makes peak power shifting more profitable. On the coldest day scenario when the ambient temperature is -20°C, Pärllöken’s indoor temperature drops from 21°C to 19.1°C if heat pump is turned off for an hour. Klockarängsvägen’s indoor temperature drops from 21°C to 16.6°C if heat pump is turned off for an hour. At the lowest indoor temperature setpoint of 18°C, Pärllöken demonstrates a maximum power-shift capacity of 25 kW and heatshift capacity of 75 kWh on the coldest day. That of Klockarängsvägen is a maximum power-shift capacity of 20 kW and heat-shift capacity of 20 kWh. With larger building thermal inertia and more power-shift capacity, Pärllöken is undoubtedly the winner thanks to concrete wall materials, heavier building thermal mass, balanced ventilation, heat recovery system, and higher window class. In economic analysis, based on the proposed energy models, two control strategy options in Pärllöken are considered. Economic analysis focuses on winter season from October to March. Option 1 operates heat pump in variable capacity control mode at part load capacity. Option 2 operates in fixed capacity on/off -4- control. In winter season, Pärllöken saves 1 646 SEK in Option 1 and 2 273 SEK in Option 2. Klockarängsvägen only considers Option 1 for economic analysis, which results in 20 948 SEK avoided peak power fee. Option 2 for Klockarängsvägen exceeds indoor temperature setpoint very quickly mainly due to poorer building envelope insulation in which conserves lower thermal inertia. / Sverige genomgår en energitransformation för att bli en fossilfri ekonomi som siktar på att ha en elproduktion från 100% förnybara resurser år 2040. Sverige har också ett nationellt mål att ha en fossilfri fordonsflotta till 2030. Den ökande andelen av intermittenta förnybara resurser bidrar till ökning av obalans mellan produktion och efterfråga av elektricitet. Efterfrågeflexibilitet ger en lösning på problemet med obalanser i energisystemet där prosumenter kan reglera sin energiförbrukning. Efterfrågeflexibilitet kan vara fördelaktigt för kraft- och nätstabilitet. Elektriska värmepumpar kan agera som en stor flexibel last samtidigt som fastighetens termiska tröghet fungerar som värmeenergilagring. I denna avhandling utförs en teknisk-ekonomisk analys av efterfrågeflexibilitet från värmepumpar för två bostadshus beläget i centrala Örebro med hjälp av energisimuleringar av fastigheten. Genom denna avhandling syftar författaren på att höja intelligensen av de befintliga fastigheterna genom att undersöka storleken av den termiska trögheten som finns tillgänglig med avseende på olika värmescenario, byggnadsmaterial, ventilationssystem, väderförhållanden och användarbeteenden. Två flerfamiljshus, Klockarängsvägen och Pärllöken, väljs för jämförelse med avseende på den termisk tröghet som bidrar mest till efterfrågeflexibiliteten. De två utvalda fastigheterna använder värmepumpar för värme och varmvatten. Båda fastigheterna faktureras enligt effektabonnemang, vilket gör effektutjämning mer lönsamt. I det kallaste scenariot, när omgivningstemperaturen är -20°C, faller Pärllökens inomhustemperatur från 21°C till 19,1°C och Klockarängsvägens inomhustemperatur sjunker till 16,6°C om värmetillförseln stängs av i en timme. Under det lägsta börvärdet för inomhustemperatur på 18°C visar Pärllöken en maximal effektförskjutningskapacitet på 25 kW och för Klockarängsvägen-byggnader 20 kW. Med hänsyn till fastighetens termiska tröghet är Pärllöken utan tvekan vinnaren på grund av betong som väggsmaterial, högre termisk massa, balanserad ventilation, värmeåtervinningssystem och högre energiklass på fönsterglasen. Ovanstående skäl gör att Pärllökens termiska tidskonstant är minst tre gånger längre innan temperaturen når det lägsta börvärdet på 18°C, jämfört med Klockarängsvägen. Detta ger att Pärllöken har en högre förskjutningskapacitet av värme på 75 kWh jämfört med Klockarängsvägens maximala förskjutningskapacitet på 20 kWh. I en ekonomisk analys, baserat på författarens framtagna energimodeller, beaktas två styrstrategier i Pärllöken. Den ekonomiska analysen fokuserar på vintersäsongen från oktober till mars. Alternativ 1 driver värmepumpen med partiell kapacitet enligt reglerbar effekt. Alternativ 2 stänger av värmepumpen helt. Under vintersäsongen sparar Pärllöken 1 646 SEK med Alternativ 1 och 2 273 SEK med Alternativ 2. Klockarängsvägen använder sig endast av Alternativ 1 för en ekonomisk analys, vilket resulterar i en kostnadsbesparing på 20 948 SEK. En förstudie med värmepump i kombination med andra förnybara tekniker så som solceller på Klockarängsvägen genomförs för att undersöka potentialen av energibesparing. Kombinationen ger dock inte en positiv effekt på grund av den låga solinstrålningen under vintertid.

Purpose: During the summer, overheating in buildings is becoming more common, but at the same time the passive heat from the sun during the winter can be utilized. This project investigates which solar shading is the best alternative to use in new buildings in Kungsbacka municipality. Method: There are three main aspects that this project focuses on, which are economics, energy and thermal climate. To perform the examination in this project, two rooms in two different schools have been examined with four different solar shading options. The solar shading options are fixed solar shading with a 30 degree inclination, fixed solar shading with 45 degree inclination,  variable sun-controlled solar shading, and variable scheduled solar shading. Results: The results of the study shows that variable sun-controlled solar shading provides the best indoor climate from a thermal aspect, and provides the lowest cooling needs as it reduces the amount of passive energy supplied through the window. Variable solar shading is expensive to purchase, maintain and operate. Fixed solar shading types have a cheaper purchase price and have no operation or maintenance costs. Conclusions: you can say that the choice of solar shading types depends on the conditions one has. Given the results from the case studied in this project,  variable sun-controlled solar shading type is better than fixed solar shading but more costly. / Överhettning i byggnader blir med tiden alltmer vanligt under sommaren, men däremot vill man kunna utnyttjapassiva värmen från solen under vintertiden. Detta problem väcker intresse för vilka solskydd typer som ger bästa solavskärmning under sommaren och släpper in mest solvärme under vinter. I detta arbete undersöks vilka solskydd som skulle vara bäst att användas i nya byggnader i Kungsbacka kommun. Det finns tre huvudaspekter som detta arbete fokuserar på, och dessa är ekonomi, energi och termiskt klimat.För att utföra undersökningen i arbetet har två rum i två olika skolor undersökts med fyra olika solskyddsalternativ. De olika solskydd typer som har undersökts är, fast solskydd med 30 och 45 graders lutning samt rörliga solstyrda och schemalagda solskydd. Datainsamlingen i arbetet bygger mest på krav från beställare och myndigheter samt mätningar från rummen som har undersökts. För att studera de två fallen utfördes simuleringar i IDA-ICE i form av värde tabeller från modeller som har ritats med samma förutsättningar som rummen har. Resultatet av undersökningen visar att rörligt solstyrt solskydd ger bästa inomhusklimat ur termisk aspekt, samt ger lägsta kylbehov eftersom den minskar den tillförda passiva energimängden genom fönstret. Däremot är rörliga solskydd dyra i inköp, underhåll och drift. Men de har ganska lång livslängd som skulle genom tiden spara på energi om man har aktiv kylning i byggnaden. I detta arbete var termisk komfort utgående punkt för valet av solskydd då aktiv kylning saknades i både skolorna. Fasta solskydd typer är billigare i inköpspriset och har ingen drift eller underhållskostnader, men det visade sig att de inte är lika effektiva som rörliga solskydd typer när det gäller termisk komfort under sommaren. Valet av solskydd beror helt på vad man är intresserad av och ifall man har aktiv kylning eller inte. När det gäller transmissionsförluster genom fönstren vid användning av olika solskydd typer så visade det sig att det blev nästan samma förluster oavsett vilken solskydd typ som används. Det beror helt på själva fönstrets egenskaper som i både fallen var bra. Slutligen kan man säga att valet av solskydd typer beror på förutsättningarna man har. Resultaten från fallet som studerades i detta arbete är att rörliga solskydds typer är bättre än fast solskydd men dyrare. Det finns dock en kostnadsskillnad när det gäller kylning över längre perioder.

Då varje människa tillbringar större del av dagen inomhus så är det viktigt att ha en bra termisk komfort, efter som den termiska komforten påverkar upplevelsen på jobbet i hemmet eller i skolan. Människor kan påverkas negativt när den termiska komforten inte uppfyller kraven.   Syftet med undersökningen är att undersöka hur lågtemperaturssystemens förmåga är med avseende på termisk komfort och om de uppfyller kraven. Undersökningen använder beräknings data från tidigare utfört arbete då beräkningarna valideras av jämförelse mot andra undersökningar.   I detta arbete undersöker vi skillnader mellan golvvärme och luftvärme, där vi ser hur de olika systemen jämförs mot varandra under kontrollerade förhållanden med avseende på termisk komfort. De olika systemen som undersöks är luftvärme som är placerad under tak, luftvärme placerad under ett fönster, golvvärme som är jämnfördelad över golvet och golvvärme jämnfördelad med extra slingor under fönster. I undersökningen utförs en litteraturstudie som kommer att ligga till grund för vad ämnet för lågtemperatur innefattar samt hur de olika systemen fungerar och hur dessa kan användas som lågtemperaturssystem. Då i denna undersökningen så beaktas operativa temperaturen PMV, PPD och dragindex för att få en bra uppfattning hur den termiska komforten upplevs med avseende på golvvärme och luftvärme. Undersökningen har gett goda resultat då skillnaden i termisk komfort mellan de olika systemen har varit minimala och uppfyllt alla krav enligt BBR. Resultaten har jämförts mot tidigare gjorda undersökningar av lågtemperaturteknik och resultaten sammanfaller bra med små avvikelser. För att välja ett av de fyra systemen som har visats bättre resultat med hänsyn på termisk komfort så har golvvärme med extra slingor under fönster bevisats vara det bättre alternativet, då PMV och PPD samt drag ligger under rekommendationen för termisk komfort. / When most people spend a larger part of the day indoors, it is important to have a good thermal comfort, as the thermal comfort affects the experience that you perceive when you are at work, at home or at school. This may then affect the health if the thermal comfort does not meet the requirements. The purpose of the survey is to investigate low temperature system performance in terms of thermal comfort and if it meets the requirements. The survey uses calculation data from previously performed surveys, as the calculations are validated by comparison with other surveys. In this survey we explore the differences between floor heating and air heating, where we look at how the different systems are compared to each other under controlled conditions regarding thermal comfort. The different systems under investigation are air heating placed on the wall, air heating placed under a window, floor heating evenly distributed over the floor and floor heating that has extra loops under windows. The study will carry out a literature study that will be based on the topic of low temperature and how the different systems work and how they can be used at low temperatures. In this survey, the operating temperature PMV, PPD and DR-index are considered to get a good idea of how thermal comfort is experienced regarding floor heating or air heating. The survey has given good results, since the difference in thermal comfort between the different systems has been minimal and fulfilled all BBR requirements. The results have been compared to previous studies of low temperature technology, as the results coincide well with minor deviations. To choose one of the four systems that have been shown superior in terms of thermal comfort, floor heating with extra loops under windows has been proven to be the better option, as PMV and PPD as well as values are below the recommendation for thermal comfort.

The transition towards electrification in the bus sector is necessary to achieve the global climate goals and has gained significant traction in recent years. However, there are critical challenges associated with this transition, one of them being the absence of excess heat that traditional combustion engines provided to warm the bus cabin. Consequently, a large portion of the battery’s energy is consumed by the heating system. This thesis aims to address this issue by investigating the optimal indoor bus temperature in relation to thermal comfort and energy efficiency for different outdoor climate conditions. Measurements were conducted in Stockholm city during winter conditions and surveys were administered to passengers in order to assess their thermal comfort for different temperatures. The two methods Predicted Mean Vote (PMV-PPD) and Equivalent temperature (Teq) were used to evaluate thermal comfort and provide a basis for a generalized adapted theoretical model. Previous measurements conducted in Ottawa and Dubai were integrated into the analysis to incorporate different outdoor climate conditions. The results showed that the optimal bus temperature for Stockholm was 17.5 and 19.1°C for outside temperatures of 4 and 8 °C respectively. This indicates that the bus temperature can be lowered in relation to the current standard of 21 degrees. The analysis of Ottawa and Dubai, corresponding to outside temperatures of -14 and 39°C, showed that the optimal temperatures were 16.6 and 23.5 degrees respectively. The potential energy saving from reducing the bus temperature by one degree is 0.36 kWh per kilometer. Moreover, the analysis of time dependency in relation to thermal comfort showed that time has no significant impact on bus trips shorter than 15 minutes. The adapted theoretical model for the PMV-PPD method showed the best results when correlating to actual passenger responses. A sensitivity analysis of the measured parameters showed that fixed values and theoretical correlations could be employed for relative humidity, air velocity, and mean radiant temperature without affecting the output, thus reducing the number of sensors needed for future measurements. The clothing insulation values are highly dependent on geographic location and culture, thus it is not possible to develop an all-encompassing theoretical correlation for the clothing insulation. Further measurements are required in different climatic conditions for a more detailed and accurate analysis. / Elektrifieringen av bussektorn är av ytterst vikt för att uppnå de globala klimatmålen och har fått betydande uppmärksamhet de senaste åren. Omställningen till elbussar medför dock vissa utmaningar, bland annat avsaknaden av överskottsvärme, som traditionellt sett kunnat tillhandahållas från förbränningsmotorer för att värma passagerarkabinen. Stora delar av energiåtgången i bussbatterierna går till följd av detta åt att värma passagerarutrymmet. Denna avhandling avser att hantera denna utmaning genom att undersöka den optimal inomhustemperaturen på bussar i förhållande till termisk komfort och energieffektivitet för olika utomhusklimat. Mätningar utfördes i Stockholm stad under vinterklimat och passagerares termiska komfort undersöktes genom enkäter vid olika temperaturintervall. Den termiska komforten utvärderades med hjälp av de två metoderna Predicted Mean Vote (PMVPPD) och Ekvivalent temperatur (Teq), och en allmän anpassad teoretisk metod utvecklades med dessa som grund. Tidigare mätningar genomförda i Ottawa och Dubai integrerades i analysen för att inkludera olika klimatförhållanden. Resultaten visade att den optimala busstemperaturen för Stockholm var 17.5 och 19.1 °C vid utomhustemperaturer på 4 respektive 8 °C. Detta indikerar att busstemperaturen kan sänkas jämfört med den nuvarande standarden på 21 grader. Analysen av Ottawa och Dubai, motsvarande utomhustemperaturer på -14 respektive 39 °C, visade att temperaturer på 16.6 respektive 23.5 grader var optimala för termisk komfort. Den potentiella energibesparingen genom att sänka bussens temperatur med en grad är 0.36 kWh per grad och kilometer. Vidare visade en analys av tidsberoendet att tiden som passagerarna suttit på bussen inte har en avsevärd inverkan på termisk komfort för bussturer under 15 minuter. Den teoretiskt anpassade modellen för PMV-PPD visade bäst korrelation med passagerarsvaren. En känslighetsanalys av de mätta parametrarna visade att fasta värden och teoretiska korrelationer kan användas för relativ fuktighet, vindhastighet och strålningstemperatur utan att påverka slutresultatet markant, vilket tillåter färre sensorer vid framtida mätningar. Beklädnadsnivån är starkt beroende av geografisk plats och kultur, vilket omöjliggör för framtagning av en heltäckande teoretisk korrelation för beklädnadsnivån. Ytterligare mätningar krävs under olika klimatförhållanden för en mer detaljerad och korrekt analys.

Today, energy efficiency is an increasingly important question in which progress is accelerating. One of the high electricity demand energy users is public transport. In addition, passenger satisfaction with thermal comfort is an important parameter. Consequently, it is essential to consider thermal comfort in combination with the energy-saving measures of thermal-related functions. Unfortunately, there have not been a lot of investigations into improving the energy efficiency of the thermal-related functions on commuter trains, where most of the focus has been on traction energy. The first part consisted of a literature study to explore thermal-related functions, energy saving, and thermal comfort of commuter trains. At least three articles have utilized the methodology of evaluating energy measures in IDA ICE; however, none of them has considered door openings that are frequent on commuter trains. The literature study concluded which efficiency measures can be applicable for short-haul distance trains and typical approaches to evaluating thermal comfort. A commuter train is a complex and transient thermal environment, with passengers entering and leaving the train in short intervals, airflows, temperature fluctuations, and the train's movement. Simplifications of the model were made to simulate the average ambient conditions. To validate and adapt the IDA ICE model, experimental measurements were done during the winter season using a thermal camera, air speed, and temperature measurements. The model was validated through experimental measurements and data analysis. In addition, data analysis was used for evaluating some of the energy measures through available live and history-data of the train fleet. The energy efficiency measures, which are quantifiable, have been quantified using the simulation model in combination with the data-analysis. Three categories of energy-saving measures are proposed: easily implementable, medium, and measures that require physical changes of the train components. Parking mode has a lot of saving potential of 34 % of annual energy compared to baseline. With a reversible heat pump of 11 kW, heating energy saving of 43 %, and 40 % energy coverage could be obtained, with the potential for up to 100 % energy coverage but being in the category of hard to implement. Door opening reduction with a potential saving of 11 000 kWh per train in annual energy, as compared to the baseline simulated model, being in the category of easy to implement. Balancing temperature heating shutdown could save between 3 100 to 9 500 kWh per train. A setpoint temperature of 18°C could save 16.5 %, and a variable temperature setpoint curve was proposed with similar savings. Ventilation control was among those measures with the highest potential; recirculation, CO2 and temperature-controlled ventilation heating energy saving of 31 % was simulated. Thermal comfort was improved in the measures affecting thermal conditions. With a setpoint temperature of 18°C during winter and based on clothing values derived from the literature study, an improvement of thermal comfort was observed in the PMV scale for thermal comfort. With combined energy efficiency measures, the simulation results showed a reduction of heating energy of 59 %, and in addition the fan power consumption could be reduced in magnitude of up to 12 000 kWh per train and year. Finally, further suggestions on research within the area were proposed, mainly to make more long-time measurements and to improve the possibility of energy follow-up by improving the data channels and available information. / Idag är energieffektivitet en viktigare fråga där framstegen har accelererat. En av energiförbrukarna med hög efterfrågan på elektricitet är kollektivtrafiken. Passagerarnas tillfredsställelse av termisk komfort är en viktigt parameter. Följaktligen är det viktigt att analysera termisk komfort i kombination med energibesparingsåtgärder. Det har inte gjorts mycket tidigare forskning inom att förbättra energieffektivitet inom termiska funktionerna på pendeltåg i Sverige, främst har fokus varit på energi för framförandet av fordonen. Den första delen av projektet bestod av en litteraturstudie för att få en uppfattning av vilka typer av energibesparingsåtgärder som är lämpliga för kortdistanståg som också skiljer sig mycket från långdistanståg. Tre artiklar hittades som har använt IDA ICE för att utvärdera energiåtgärder på tåg, men ingen av dem har tagit hänsyn till dörräppningar som är väldigt frekventa på pendeltåg. Flera metoder undersöktes för att bedöma termisk komfort och för att bygga upp en modell och validera den.  Ett pendeltåf är en komplex och transient termisk miljö, där passagerarna går in och lämnar tåget i relativt korta tidsintervall jämfört med långdistanståg. Men det ansågs fortfarande tillräckligt långa tidsintervall för att kunna använda PMV för att bedöma termisk komfort. Jämfört med en byggnad, så sker det stora temperatur-fluktuationer, variationer i antal passagerare, och en kontinuerlig förflyttning av tåget med nya omgivningsförhållanden. För att validera och anpassa IDA ICE-modellen gjordes experimentiella mätningar under vintersäsongen med hjälp av värmekamera, lufthastighetsmätning och temperaturmätning. Modellen kunde valideras med till exempel yttertemperaturer, energisignatur från dataanalys, och hur långt tid det tar för modellen att tappa temperaturen jämfördes med ett liknande tåg, X61. Dessutom användes dataanalys för att utvärdera några av energiåtgärderna. Energieffektivitetsåtgärdena som är kvantifierbara, har simulerats för hur mycket energibesparingspotential som finns.  Tre kategorier av energibesparingsåtgärder föreslås, lätt genomförbara, medelsvåra, och svåra där fysiska förändringar av tågkomponenterna krävs. Parkeringsläge har stor energibesparingspotential på 34% av den årliga uppvärmningsenergin jämfört med bas-scenariot. Reversibel värmepump på 11 kW, har värmeenergibesparingspotential på 43% och 40% enegitäckning, med stor potential för upp till 100% energitäckning, men i kategorin svår att implementera. Manuellt öppningsbara dörrar på vintern har besparingspotential i värmeenergi på 11 000kWh per tåg, jämfört med bas-scenariot. Balanstemperatur har besparingspotential på 3100 till 9500 kWh per tåg. Börvärdetemperatur på 18 °C jämfört med 20°C kan spara 16.5% värmeenergi, samt så föreslogs en variabel temperaturkurva. Med en börvärdetemperatur på 18°C under vintern, baserat på bärden av isolering av kläder från litteraturstudien, observerades en föbättring av termiska komforten i PMV-skalan för termisk komfort. Med kombinerade energieffektivitetsåtgärder visade simuleringsresultaten en minskning av värmeenergi med 59%, och dessutom kunde fläktarnas energianvändning minskas i storleksordning om upp till 12 000 kWh per tåg och år.  Slutligen föreslogs ytterligare förslag på forskning inom området, främst att göra fler långtidsmätningar och förbättra möjligheten till energiuppföljning genom att förbättra datakanalerna och tillgänglig information.

[ES] Tradicionalmente, los espacios abiertos al aire libre han sido utilizados por los habitantes como lugares clave para la vida social, donde la gente pasa su tiempo libre. Sin embargo, debido a problemas de confort térmico, se ha reducido su uso. Es necesario mantener estos espacios activos mejorando el nivel de confort térmico. Hasta ahora, los estudios anteriores han carecido de un enfoque morfológico integral de las áreas urbanas y su impacto en el confort térmico. Entre los diversos componentes del entorno construido, las superficies verticales ocupan una gran parte del área, y el papel de estas superficies en la radiación térmica ha sido descuidado en los estudios a escala urbana. Este estudio tiene como objetivo desarrollar una respuesta efectiva para el confort térmico humano en espacios urbanos al aire libre, considerando la configuración geométrica de las superficies verticales. El estudio comienza con una revisión exhaustiva de estudios indios previos que se centran en el confort térmico en exteriores. Después de adquirir los conocimientos necesarios en el campo y comprender las lagunas existentes en los estudios de confort térmico en India, se presta atención a los sitios y las respectivas zonas climáticas. El estudio se centra en dos espacios abiertos comerciales en el clima compuesto de Delhi y cuatro barrios residenciales diferentes en Jaisalmery, analizando el efecto de las superficies verticales en el confort térmico humano al aire libre. Se llevaron a cabo simulaciones utilizando el software Envi-met para obtener varios índices climáticos, que se analizaron junto con parámetros físicos definidos por la relación altura-ancho, el factor de visión del cielo y la orientación de las superficies verticales. Se realizaron mediciones de campo para validar los resultados obtenidos de las simulaciones de Envi-met, y también se realizó una encuesta para comprender el nivel subjetivo de confort térmico. Los resultados se analizaron para la temporada de verano, ya que el invierno no es dominante y tiene una duración corta en el año. El estudio revela que las superficies verticales y su geometría tienen un efecto significativo en el confort térmico exterior. Las geometrías urbanas complejas pueden generar diferentes niveles de confort térmico en proximidad cercana, observándose variaciones en el nivel de confort térmico debido a los cambios en las geometrías de las superficies verticales alrededor de los espacios abiertos. El acceso solar, la sombra y la velocidad del viento también influyen en el confort térmico, siendo evidente el efecto de los parámetros geométricos en las sensaciones térmicas de los usuarios. Una mayor relación altura-ancho puede ayudar a mejorar el nivel de sensación térmica, aunque la influencia del factor de visión del cielo es menos prominente. Este estudio proporcionará pautas para arquitectos, arquitectos paisajistas, planificadores e ingenieros para diseñar espacios abiertos al aire libre cómodos desde el punto de vista térmico. Además, se abordará seriamente problemas a gran escala como el efecto de isla de calor urbano. Los espacios exteriores ya no se considerarán como espacios adicionales una vez que se construyan los edificios, y desde la etapa conceptual, los diseñadores considerarán el espacio exterior al diseñar los edificios y las funciones interiores. Este estudio también sentará las bases para futuras investigaciones, ya que abre varias direcciones que requieren atención. Considero que la investigación en este campo tiene un alcance amplio en el futuro, dado que la temperatura de la Tierra está aumentando debido al calentamiento global. Es responsabilidad de los arquitectos diseñar espacios de manera que la experiencia del usuario no se vea afectada mientras se mantiene el nivel de confort térmico. / [CA] Tradicionalment, els habitants han utilitzat espais a l'aire lliure com a llocs clau per a la vida social, on la gent passa el seu temps lliure. Tanmateix, a causa dels problemes de confort tèrmic, el seu ús s'ha reduït. Cal mantenir aquests espais actius, millorant el nivell de confort tèrmic. Fins ara, els estudis anteriors no han tingut un enfocament morfològic integral de les zones urbanes i el seu impacte en el confort tèrmic. Entre els diversos components de l'entorn construït, les superfícies verticals ocupen una gran part de la zona, i el paper d'aquestes superfícies en la radiació tèrmica s'ha descuidat en estudis a escala urbana. Aquest estudi pretén desenvolupar una resposta efectiva per al confort tèrmic humà en espais a l'aire lliure urbà, tenint en compte la configuració geomètrica de superfícies verticals. L'estudi comença amb una revisió exhaustiva dels estudis indis anteriors que se centren en el confort tèrmic a l'aire lliure. Després d'adquirir els coneixements necessaris en el camp i comprendre les llacunes en els estudis de confort tèrmic a l'Índia, es presta atenció als llocs i a les zones climàtiques respectives. L'estudi se centra en dos espais oberts comercials en el clima compost de Delhi i quatre barris residencials diferents a Jaisalmery, analitzant l'efecte de les superfícies verticals sobre el confort tèrmic humà a l'aire lliure. Es van realitzar simulacions mitjançant el programari Envi-met per obtenir diversos índexs climàtics, que es van analitzar juntament amb paràmetres físics definits per la relació amplada d'alçada, el factor de visió del cel i l'orientació de les superfícies verticals. Es van realitzar mesures de camp per validar els resultats obtinguts de les simulacions Envi-met, i també es va realitzar una enquesta per comprendre el nivell subjectiu de confort tèrmic. Els resultats es van analitzar per a la temporada d'estiu, ja que l'hivern no és dominant i té una durada curta a l'any. L'estudi revela que les superfícies verticals i la seva geometria tenen un efecte significatiu en el confort tèrmic exterior. Les geometries urbanes complexes poden generar diferents nivells de confort tèrmic a prop, s'observen variacions en el nivell de confort tèrmic a causa dels canvis en les geometries de les superfícies verticals al voltant dels espais oberts. L'accés solar, l'ombra i la velocitat del vent també influeixen en el confort tèrmic, l'efecte dels paràmetres geomètrics sobre les sensacions tèrmiques dels usuaris és evident. Una proporció d'amplada d'alçada més alta pot ajudar a millorar el nivell de sensació tèrmica, tot i que la influència del factor de visió del cel és menys destacada. Aquest estudi proporcionarà directrius perquè arquitectes, arquitectes paisatgístics, planificadors i enginyers dissenyin espais a l'aire lliure termalament còmodes. A més, es tractaran seriosament problemes a gran escala com l'efecte insular de calor urbana. Els espais exteriors ja no es consideraran espais addicionals un cop construïts edificis i des de l'etapa conceptual, Els dissenyadors tindran en compte l'espai exterior a l'hora de dissenyar edificis i funcions interiors. Aquest estudi també posarà les bases per a futures investigacions, ja que obre diverses direccions que requereixen atenció. Crec que la investigació en aquest camp té un abast ampli en el futur, ja que la temperatura de la Terra augmenta a causa de l'escalfament global. És responsabilitat dels arquitectes dissenyar espais perquè l'experiència de l'usuari no es vegi afectada mantenint el nivell de confort tèrmic. / [EN] Traditionally the outdoor open spaces were used by inhabitants; the social life was largely dependent on the user spending time in outdoor spaces. These spaces including streets, markets, shopping precincts, community centers, plazas, and playgrounds play a vital role in the social life of communities. Due to thermal comfort issues, the use of these spaces is declining. It is necessary to keep these spaces active by improving the thermal comfort level. The focus on a single morphological entity of an urban area and its effect on thermal comfort level is lacking in earlier studies. Out of the various components of the built environment, the vertical surface is one of the components which occupies the maximum area. The role of vertical surfaces in thermal radiation remains unresolved, unobserved, unexplored, and unapplied at the urban scale studies. This study aims to develop an effective response for human thermal comfort level in an outdoor urban space affected by the geometrical configuration of vertical surfaces. The study begins with an in-depth review of Indian studies which are focused on outdoor thermal comfort. After grasping the necessary knowledge in the field and understanding the gaps present in thermal comfort studies in India, the sites and the respective climatic zones were given attention. This study is focused on two different commercial open spaces in the composite climate of Delhi and four different residential neighborhoods in Jaisalmer and discussed the effect of vertical surfaces on human thermal comfort in an outdoor environment. Software simulations with Envi-met were performed to achieve various climatic indices. These indices were analyzed with physical parameters defined by the height-to-width ratio, sky view factor, and the orientation of vertical surfaces. Field measurements were conducted to validate the results obtained from Envi-met simulation outputs. Alongside this, a questionnaire survey was conducted to understand the subjective thermal comfort level. Results were analyzed for the summer season since winter is not dominant and lasts only for a short duration of the year. The study shows that the vertical surfaces and their geometry have high effects on outdoor thermal comfort. Complex urban geometries can result in varying thermal comfort levels. Within small proximity, the variation in thermal comfort level can be observed due to the change in the vertical surface geometries around the open spaces. The effect of solar access, shade, and wind velocity is seen in the thermal comfort level. The effect of geometrical parameters is evident in the thermal sensation votes of the user. A higher height-to-width ratio can help improve the thermal sensation level, whereas the effect of the sky view factor is less prominent. This study will give guidelines for architects, landscape architects, planners, and engineers to design thermally comfortable outdoor open spaces. It will also create a serious approach while considering the broad-scale issues such as the urban heat island effect. The outdoor spaces will not be considered as the leftover spaces once the building is constructed, whereas right from the conceptualization the designers will think about the outdoor space while designing the buildings and indoor functions. The study will also act as a base for future research since this research opens up several directions which need attention. I feel research in this field is of great scope in the future as the earth's temperature is increasing due to global warming. It is an architect's responsibility to design spaces in such a way that user experience is not affected while maintaining the thermal comfort level. / Khaire, JD. (2023). Effect of Vertical Urban Surfaces on Human Thermal Comfort in an Outdoor Environment [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/202304

Well-being is associated with comfort and health, and it represents wellness and quality of life. Sleep quality is an important index when evaluating a person’s well-being. KTH Live-in-lab performs Human-building interaction studies to explore the growing potential of how built environments, measured by Schneider Electric (SE), can influence humans and their well-being in their everyday lives. This thesis works as an explorative study of using the OURA ring to evaluate sleep quality for tenants living in KTH LiL. Specifically, this project aims to assess the quality of the data collected from the ring and SE sensors by using Total Data Quality Management (TDQM) and propose a Multilayer perceptron (MLP) model for predicting sleep scores. Results first showed that the OURA ring is an appropriate tool for evaluating sleep quality. Its data passed 11 TDQM’s dimensions, including accuracy, objectivity, relevancy, interpretability and understandability. Second, the OURA was able to capture the relationship between sleep quality and building’s temperature and humidity through its sleep scores. Results showed that higher sleep scores situated more around the suggested ideal ranges of temperature and humidity. However, some low sleep scores were also situated around these ideal ranges which suggests that an additional study needs to be conducted. Such a study would take in tenants’ feedback in order to distinguish sleep scores heavily affected by psychological and/or other factors rather than built environments. Third, we were able to create an MLP model to predict sleep scores based on temperature and humidity values as well as user-related information, like activity rate and total burn. The model had validation and training losses converging at 1.90-2.50. Those low loss rates suggest that the building's temperature and humidity along with information about tenants from the ring can be used to improve the sleep scores. This model can be extended into a recommendation model where buildings’ operators and tenants can benefit from. Buildings’ operators would get information and recommendations on how to properly administer their buildings to achieve higher well-being for their tenants. Also, tenants would get recommendations on how to increase their sleep scores and, ultimately, their sleep qualities and well-being. / Välbefinnande är förknippat med komfort och hälsa, och det representerar livskvalitet. Sömnkvalitet är ett viktigt index när man utvärderar människors välbefinnande. KTH Live-in-lab utför interaktionsstudier mellan Människor-Byggnader interaktion för att utforska den växande potentialen för hur byggda miljöer, mätt av Schneider Electric (SE), kan påverka människor och deras välbefinnande i vardagslivet. Denna avhandling fungerar som en explorativ studie av att använda OURA-ringen för att utvärdera sömnkvaliteten för hyresgäster som bor i KTH LiL. Specifikt syftar detta projekt till att bedöma kvaliteten på de data som samlats in från ring- och SE-sensorerna genom att använda Total Data Quality Management (TDQM) och föreslå en Multilayer perceptron (MLP) - modell för att förutsäga sömn resultat. Resultaten visade först att OURA-ringen är ett lämpligt verktyg för att utvärdera sömnkvaliteten. Dess data passerade 11 TDQMs dimensioner, inklusive noggrannhet, objektivitet, relevans, tolkbarhet och förståbarhet. För det andra kunde OURA fånga förhållandet mellan sömnkvalitet och byggnadens temperatur och fuktighet genom sina sömnvärden. Resultaten visade att högre sömn värden ligger mer runt de föreslagna ideala temperatur- och luftfuktighet områdena. Några låga sömn resultat låg dock också runt dessa ideala intervall, vilket tyder på att ytterligare en studie måste genomföras. En sådan studie skulle ta hyresgästernas återkoppling för att urskilja sömn poäng som påverkas starkt av psykologiska och / eller andra faktorer förutom de byggda miljöer. För det tredje kunde vi skapa en MLP-modell för att förutsäga sömn värden baserat på temperatur- och luftfuktighets värden samt använda relaterad information, som aktivitetsgrad och totalt bränn. Modellen hade validering och näringsförluster som konvergerade vid 1,90-2,50. Dessa låga förlust nivåer antyder att byggnadens temperatur och luftfuktighet tillsammans med information om hyresgäster från ringen kan användas för att förbättra sömn värdena. Denna modell kan utvidgas till en rekommendation modell där byggnadens operatörer och hyresgäster kan dra nytta av. Byggnadens operatörer skulle få information och rekommendationer om hur de ska förvalta sina byggnader på rätt sätt för att uppnå högre välbefinnande för sina hyresgäster. Hyresgästerna skulle också få rekommendationer om hur man ökar sina sömn värden och i slutändan deras sömnkvaliteten och välbefinnande.

Nowadays BIM and real-time data are becoming a central topic for the AECO (Architecture, Engineering, Construction and Operations) industry, they represent new powerful tools for the design and management of facilities.Building monitoring and real-time data can represent a solution to many important challenges like energy efficiency, indoor climate quality and cost management. Although it is clear the importance of data for a correct use of BIM technology and its potentiality, in literature, are not so common examples of complete workflows for a complete management of data from the input phase to the output one.The scope of the study is to design a protocol for entering, managing and exporting real-time data using Revit and Dynamo where the customers have a central role during the input phase and a dedicated mode for data display including a desktop version and an augmented reality one for a more immersive experience.In order to show the real potentiality of the project, the protocol has been utilised for the calculation of thermal comfort parameters of the “Teaching House” situated in KTH campus. All data entered from the students into a form online, via QR-code, have been inserted into Dynamo in order to calculate the desired parameters values which are successively stored into a database for further analysis, everything automatically. / Numera blir BIM och realtidsdata ett centralt ämne för AECO (Architecture, Engineering, Construction and Operations) industrin, de representerar nya kraftfulla verktyg för design och hantering av anläggningar.Byggnadsövervakning och realtidsdata kan vara en lösning på många viktiga utmaningar som energieffektivitet, inomhusklimatkvalitet och kostnadshantering. Även om det är tydligt är betydelsen av data för en korrekt användning av BIM-teknik och dess potential i litteraturen inte så vanliga exempel på fullständiga arbetsflöden för en fullständig hantering av data från inmatningsfasen till den utgående.Studiens omfattning är att utforma ett protokoll för inmatning, hantering och export av realtidsdata med Revit och Dynamo där kunderna har en central roll under inmatningsfasen och ett dedikerat läge för datavisning inklusive en stationär version och en förstärkt verklighet en för en mer uppslukande upplevelse.För att visa projektets verkliga potential har protokollet använts för beräkning av termiska komfortparametrar för ”Teaching House” beläget på KTH campus. Alla data som matats in från eleverna i ett formulär online, via QR-kod, har införts i Dynamo för att beräkna önskade parametervärden som successivt lagras i en databas för vidare analys, allt automatiskt.