Human eye kinematics for adaptable visual comfort assessment. Personalized responsive control strategies to integrate building envelope and artificial lighting.

A significant divergence has been identified, presented and reported, between the modelled and real building overall performance (e.g. system activation controls and frequency, energy consumption, occupancy, comfort hours, etc.) which can be partly attributed to the user-building interaction. In particular, total energy consumption and comfort hours computed through modelling tend to be largely deviated from the values surveyed during buildings' operation. Moreover, comfort conditions defined by regulations seem to be scant to meet the real occupants' indoor environment preferences, which triggers their intervention on the building functioning. Comfort in fact is not a simple issue to assess, it is hardly modelled accurately and can be affected by factors which the designer is unable to control (predominantly related to occupants' adaptive reactions); therefore, variance and uncertainty increases, and is escalated by the humans' volatile behaviour. The effect of some of these factors on comfort perception has been studied and, to a certain extent, efforts have been carried out to incorporate them on the existent comfort models, but few of these findings are currently integrated into the normative as optional approaches, holding back the possibility of greater quality and precision in building design. This research intends to develop a dynamic visual comfort metric based on the interpretation and frequency of the adaptive responses performed by the occupants' eye (later translated into physical indoor lighting condition preferences), which could be used as an input for the control schedule of different building passive and active systems, enabling more efficient operation and coordination amongst. This metric could be evaluated for both existing and new buildings, using image processing analysis for the former and with building energy and ray tracing modelling for the later.

È stata riconosciuta, presentata e segnalata una significativa divergenza tra le prestazioni complessive dell'edificio modellato e quelle reali (ad esempio, controlli e frequenza di attivazione del sistema, consumo di energia, occupazione, ore di comfort, ecc. In particolare, il consumo totale di energia e le ore di comfort calcolate attraverso la modellazione tendono a deviare notevolmente dai valori rilevati durante il funzionamento degli edifici. Inoltre, le condizioni di comfort definite dalle normative risultano essere scarse per soddisfare le reali preferenze degli occupanti dell'ambiente interno, il che fa scattare il loro intervento sul funzionamento dell'edificio. Il comfort, infatti, non è una questione semplice da valutare, è difficilmente modellato con precisione e può essere influenzato da fattori che il progettista non è in grado di controllare (prevalentemente legati alle capacità di adattamento degli occupanti); pertanto, la varianza e l'incertezza aumentano, e sono accentuate dal comportamento volatile dell'uomo. L'effetto di alcuni di questi fattori sulla percezione del comfort è stato studiato e, in una certa misura, sono stati realizzati dei lavori per incorporarli nei modelli di comfort esistenti, ma pochi di questi risultati sono attualmente integrati nella normativa come approcci opzionali, ostacolando la possibilità di una maggiore qualità e precisione nella progettazione degli edifici. Questa ricerca intende sviluppare una metrica dinamica del comfort visivo basata sull'interpretazione e sulla frequenza delle risposte adattive eseguite dall'occhio degli occupanti (successivamente tradotte in preferenze di condizioni fisiche di illuminazione interna), che potrebbe essere utilizzata come input per il controllo dei diversi sistemi passivi e attivi dell'edificio, consentendo un funzionamento e un coordinamento più efficiente tra i vari sistemi. Questa metrica può essere valutata sia per gli edifici esistenti che per quelli nuovi, utilizzando l'analisi dell'elaborazione delle immagini per i primi e con la modellazione dell'energia dell'edificio e il ray-tracing per i successivi.