An investigation into the building performance impact of occupant behavior through energy simulations

Abstract

The building industry greatly impacts worldwide energy consumption. Residential energy use is significant, making it a key area for energy efficiency and environmental concerns. Building simulation tools are used to predict energy consumption. One shortcoming of simulations that are employed is that building occupants are assumed to behave uniformly. This study explores the potential of including variability of occupant behavior in building simulation models and its impact on the accuracy and reliability of simulation results. Actual consumption data and energy simulation results are used in tandem to investigate this topic. The first phase involved a seven-week monitoring program in a dormitory where each room was equipped with an independent air-conditioning unit. The goal was to record and analyze electricity consumption that included this heating system. The second phase of the study explored occupant behavior. Each room was simulated using schedules representing three different behavior patterns: frugal, standard, and wasteful. Finally, simulation results are compared with actual data. The margin of error in the DesignBuilder standard scenario varies between 4% and 38%, while the average margin of error is 16%. In the frugal scenario, occupants could save 30% to 70% of their energy, with an average savings of 50% possible. For the standard scenario, rooms offer an average saving potential of 16%, and in the wasteful scenario, only one room offers a saving potential of 13%. The results of the study underlines the need for considering the variability in occupant behavior in simulation models.

İnşaat sektörü dünya çapında enerji tüketimini ve sera gazı emisyonlarını büyük ölçüde etkilemektedir. Konutlarda enerji kullanımı önemlidir ve bu da onu enerji verimliliği ve çevresel kaygılar açısından kilit bir alan haline getirmektedir. Enerji tüketimini tahmin etmek için bina benzetim araçları kullanılır. Kullanılan benzetim modellerinin bir eksikliği, bina kullanıcılarının aynı şekilde davrandıklarının varsayılmasıdır. Bu çalışma, bina benzetim modellerine bina kullanıcılarının davranışının değişkenliğini dahil etme potansiyelini ve bunun benzetim sonuçlarının doğruluğu ve güvenilirliği üzerindeki etkisini araştırmaktadır. Konuyu araştırmak için gerçek tüketim verileri ve enerji benzetim sonuçları birlikte kullanılmıştır. İlk aşamada, her odanın bağımsız bir klima ünitesiyle donatıldığı bir yurtta yedi haftalık bir sürede tüketim verisi toplandı. Amaç, ısıtma sistemini de içeren elektrik tüketimini kaydetmek ve analiz etmekti. Araştırmanın ikinci aşamasında bina kullanıcılarının davranışları araştırıldı. Her odanın tutumlu, standart ve savurgan olmak üzere üç farklı davranış modelini temsil eden çizelgeler kullanılarak benzetimleri yapıldı. Son olarak benzetim sonuçları gerçek tüketim verileriyle karşılaştırıldı. Sonuçlara göre Design-Builder standart senaryosunda hata payı odalara göre %4 ile %38 arasında değişirken ortalama hata payı %16'dır. Tutumlu senaryoda, bina sakinleri tükettikleri elektriği %30'dan %70'e kadar tasarruf edebilir ve ortalama %50'lik bir tasarruf mümkün olabilir. Standart senaryoda odalar ortalama %16'lık bir tasarruf potansiyeli sunarken, israf senaryosunda yalnızca bir oda %13'lük bir tasarruf potansiyeli sunuyor. Çalışmanın sonuçları, simülasyon modellerinde bina sakini davranışındaki değişkenliğin dikkate alınması gerektiğinin altını çizmektedir.