Thèse (M.A.)--Université Laval, 2005. / Titre de l'écran-titre (visionné le 6 octobre 2006). Bibliogr.

Th. doct.-ing.--Besançon, École nationale supérieure de méc. et des microtech., 1982. N°: 2.

With housing in the UK responsible for over a quarter of all building related carbon dioxide (CO2) emissions, it is becoming increasingly difficult to ignore the impact of occupant behaviour on such emissions. One area where occupant behaviour contributes largely towards emissions is space heating within domestic buildings. Despite technological improvements in the efficiency of heating systems, controls have become increasingly complex. Hence, there is a need to enable people to use their heating controls effectively in order to help reduce the associated CO2 emissions. This research found that significant numbers of people were excluded from using digital programmable thermostats, in particular people over 50 years old. The first study examined the scale of exclusion relating to digital programmable thermostats installed at a specific housing development. A second study explored in detail the reasons for exclusion from successfully programming a range of digital programmable thermostats. This was an in-depth usability study of heating controls that focused on the usability issues experienced by older people and was published in the Journal of Engineering Design. Based upon the outcomes of the first two studies a more inclusive heating control interface prototype was developed. The prototype demonstrated a reduction in both cognitive demands and associated user exclusion. Task success rates increased by 56.3% amongst older participants, and detailed energy modelling indicated that energy savings of 14.5-15.6% annually could be achievable. This work suggests that a more inclusive heating control interface could enable energy savings in the region of 15% through reducing the cognitive demands. Furthermore, this research challenges the existing paradigm and shows that inclusive design research may contribute to sustainable development in an environmental, as well as social, capacity.

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The intention of this study is to investigate the main source of unacceptable humidity levels at the U.S. Coast Guard Housing located in Bayamon, Puerto Rico. The aim of this research is to use a systematic approach to resolve the humidity and mold issues by testing the least expensive solutions first. This study involves the recording of indoor air quality conditions for six months as an analysis tool to investigate current air conditions and to document how physical changes to the air conditioning units will affect the resulting air conditions. This research will investigate and implement different approaches geared to solving the high humidity issues. Some of the most relevant changes that will be tested are the installation of heat pipe technology, the addition of fresh air to existing air conditioning units to create positive pressure, and the review of the space load design of currently installed air conditioning units to determine if the units were over-designed. In addition, this study will verify the relationship between energy-saving thermostats and high humidity, determine any connection between roof leaks and high humidity indoors, and determine the estimated cost to the Coast Guard to implement the recommended changes.

Les propriétés magnétiques des matériaux sont fortement connectées à leur structure cristallographique. Nous proposons un modèle atomique de la dynamique d'aimantation capable de rendre compte de cette magnétoélasticité. Bien que ce travail s'inscrive dans une thématique générale de l'étude des matériaux magnétiques en température, nous la particularisons à un seul élément, le Cobalt. Dans ce modèle effectif, les atomes sont décrits par 3 vecteurs classiques qui sont position, impulsion et spin. Ils interagissent entre eux via un potentiel magnéto-mécanique ad hoc. On s'intéresse tout d'abord à la dynamique de spin atomique. Cette méthode permet d'aborder simplement l'écriture des équations d'évolution d'un système atomique de spins dans lequel la position et l'impulsion des atomes sont gelées. Il est toutefois possible de définir une température de spin permettant de développer naturellement une connexion avec un bain thermique. Montrant les limites d'une approche stochastique, nous développons une nouvelle formulation déterministe du contrôle de la température d'un système à spins.Dans un second temps, nous développons et analysons les intégrateurs géométriques nécessaires au couplage temporel de la dynamique moléculaire avec cette dynamique de spin atomique. La liaison des spins avec le réseau est assurée par un potentiel magnétique dépendant des positions des atomes. La nouveauté de ce potentiel réside dans la manière de paramétrer l'anisotropie magnétique qui est la manifestation d'un couplage spin-orbite. L'écriture d'un modèle de paires étendu de l'anisotropie permet de restituer les constantes de magnétostriction expérimentales du hcp-Co. En considérant un système canonique, où pression et température sont contrôlées, nous avons mis en évidence la transition de retournement de spin si particulière au Co vers 695K.Nous finissons par l'étude des retournements d'aimantation super-paramagnétiques de nanoplots de Co permettant de comparer ce couplage spin-réseau aux mesures récentes.

This thesis presents a residential thermostat that enables accurate aggregate load control systems for electricity demand response. The thermostat features a control strategy that can be modeled as a linear time-invariant system for short-term demand response signals from the utility. This control design gives rise to linear time-invariant models of aggregate load control and demand response, which is expected to facilitate the design of more accurate load-based regulation services for electricity interconnections and enable integration of more highly variable renewable electricity generation resources. A key feature of the new thermostat design is the elimination of aggregate short-term load control error observed with existing real-time pricing thermostats as they respond to price signals. / Graduate / 0548 / 0791 / 0544 / dchassin@uvic.ca

Les propriétés magnétiques des matériaux sont fortement connectées à leur structure cristallographique. Nous proposons un modèle atomique de la dynamique d'aimantation capable de rendre compte de cette magnétoélasticité. Bien que ce travail s'inscrive dans une thématique générale de l'étude des matériaux magnétiques en température, nous la particularisons à un seul élément, le Cobalt. Dans ce modèle effectif, les atomes sont décrits par 3 vecteurs classiques qui sont position, impulsion et spin. Ils interagissent entre eux via un potentiel magnéto-mécanique ad hoc. On s'intéresse tout d'abord à la dynamique de spin atomique. Cette méthode permet d'aborder simplement l'écriture des équations d'évolution d'un système atomique de spins dans lequel la position et l'impulsion des atomes sont gelées. Il est toutefois possible de définir une température de spin permettant de développer naturellement une connexion avec un bain thermique. Montrant les limites d'une approche stochastique, nous développons une nouvelle formulation déterministe du contrôle de la température d'un système à spins.Dans un second temps, nous développons et analysons les intégrateurs géométriques nécessaires au couplage temporel de la dynamique moléculaire avec cette dynamique de spin atomique. La liaison des spins avec le réseau est assurée par un potentiel magnétique dépendant des positions des atomes. La nouveauté de ce potentiel réside dans la manière de paramétrer l'anisotropie magnétique qui est la manifestation d'un couplage spin-orbite. L'écriture d'un modèle de paires étendu de l'anisotropie permet de restituer les constantes de magnétostriction expérimentales du hcp-Co. En considérant un système canonique, où pression et température sont contrôlées, nous avons mis en évidence la transition de retournement de spin si particulière au Co vers 695K.Nous finissons par l'étude des retournements d'aimantation super-paramagnétiques de nanoplots de Co permettant de comparer ce couplage spin-réseau aux mesures récentes. / The magnetic properties of materials are strongly connected to their crystallographic structure. An atomistic model of the magnetization dynamics is developed which takes into account magneto-elasticity. Although this study is valid for all magnetic materials under temperatures, this study focuses only on Cobalt. In our effective model, atoms are described by three classical vectors as position, momentum and spin, which interact via an ad hoc magneto-mechanical potential.The atomistic spin dynamics is first considered. This method allows us to write the evolution equations of an atomic system of spins in which positions and impulsions are first frozen. However, a spin temperature is introduced to develop a natural connection with a thermal bath. Showing the limits of the stochastic approach, a genuine deterministic approach is followed to control the canonical temperature in this spin system.In a second step, several geometrical integrators are developed and analyzed to couple together both the molecular dynamics and atomic spin dynamics schemes. The connection between the spins and the lattice is provided by the atomic positions dependence of the magnetic potential. The novelty of this potential lies in the parameterization of the magnetic anisotropy which originates in the spin-orbit coupling. Using a dedicated pair model of anisotropy, the magnetostrictive constants of hcp-Co are restored. In a canonical system where pressure and temperature are controlled simultaneously, the transition of rotational magnetization of Co is found.Finally the magnetization reversals of super-paramagnetic Co nanodots is studied to quantify the impact of spin-lattice coupling respectively to recent measurements.

This thesis explores home energy management (HEM), an emerging field for interface design and sustainability. Section 1 introduces HEM’s broader context. In Section 2, I review the literature surrounding HEM. Section 3 outlines the usability study on the ecobee Smart Thermostat, to evaluate the technology’s ease-of-use, and better understand users’ experience with current HEM technology. Section 4 describes a “Critical Making” workshop, where participants investigated HEM through material interaction and discussion. Section 5 describes and evaluates the potential design spaces gleaned from previous sections. In Section 6, I return to the literature to investigate key concepts underlying the design intervention for the chosen design space. Section 7 describes my design intervention and experimental evaluation. In Section 8, I present the study results, which suggest enhanced display labelling had a significant and directional effect on user-selected temperatures. In Section 9, I discuss these results, study limitations, and make conclusions and recommendations.