Thermal Logging Study Conclusions 

This study logged a LEED‐Gold certified New Construction residence hall EH, located in  Worcester, MA. Fourteen suites’ indoor dry‐bulb temperature and relative humidity were  examined  for  compliance  with  ASHRAE  standard  55‐2013  “Thermal  Environment  Conditions for Human Occupancy”. 53 students’ conditions were logged, 23.25% of total  EH  population,  over  a  four  week  period  (October  30th  _{2013  till  December  3}rd  _2013).  Surveys  were  also  distributed  to  thermal  logging  study  participants,  on  a  weekly  basis  during the data download days. Selected suites were located both on the North and South  side of the building to capture the full post occupancy experience of students. 

Student feedback was collected for triangulation with logged data, for acceptability  of  indoor  conditions.  Topics  of  metabolic  rate  (MET  unit),  clothing  insulation  factor,  drafts, air ventilation, indoor temperature, and indoor humidity were covered within the  survey.  Questions related to adaptive strategies were not provided, these questions have  been added for future POE studies. The overall responses rate over the four week period  was 36.32%, surpassing requirements of ASHRAE 55‐2013.  

The  survey  identified  various  areas  (clothing  factor,  indoor  air  humidity  needs,  temperature  and  controls  need,  and  localized  smog  conditions)  which  can  inform  the  design process and ensure user thermal comfort in future designs.  

Based on survey results students spend 63% of their time in the residence hall and  74% in their bedrooms. Students voiced dissatisfaction with suite thermal zone designs.  Preference  were  voiced  for  individualized  bedroom  thermal  zones  and  controls.  Thermostat  controls  were  also  deemed  extremely  restrictive,  given  the  tight  range  of  temperature variation provided to them (20°C to 22°C).  

Student  survey  also  uncovered  the  typical  student  clothing  insulation  factor  at  on  average  0.73  with  an  SD  of  0.23.  The  average  is  equivalent  to  wearing:  long  sleeve  underwear  top  and  bottoms,  sweatpants,  a  T‐shirt  and  calf  length  socks  (ASHRAE  Standard  55‐2013‐Garment  Insulation  Table  5.2.2.2B).  The  student  clothing  insulation  factor increased over the duration of the study period by an average of 6% reflective of  the  decrease  in  outside  temperature  from  October  to  December.  However  the  SD  increased by an average of 159%, indicating large variations between occupant clothing  preferences.  The  results  indicate  that  the  higher  spectrum  of  their  clothing  insulation  factor (0.96) still falls shy of ASHRAE standard 55‐2013, 1‐clothing zone; while the lower  range (0.5) falls within its 0.5‐clothing zone. 

Students indicated perceived indoor air temperature at an average of ‘slightly cool’  and  in  the  range  of  ‘cool’  to  ‘neutral’.  However  the  indoor  satisfaction  at  ‘neutral’  on  average and in the range of ‘slightly dissatisfied’ to ‘slightly satisfied’. Examining student  perception of indoor air humidity the results indicated an average of ‘dry’ and in the range  of ‘dry’ to ‘neutral’. The indoor air humidity satisfaction ranked at ‘neutral’ and in the  range of ‘slightly dissatisfied’ to ‘satisfied’. The logged data supported students’ feedback 

indicating indoor temperature conditions were indeed cooler than acceptable given their  clothing factor and uncovered their exposure to unhealthy humidity levels.   To gain insight into factors impacting student satisfaction and perception of indoor  air temperature it was found that: (1) the higher students’ clothing insulation factor the  less likely they were to be satisfied with indoor temperature, (2) the more satisfied they  were with their indoor air humidity, the more likely they were to be satisfied with their  indoor air temperature conditions, (3) an increase in their clothing insulation factor, did  not  translate  into  the  perception  of  warmer  indoor  temperature  conditions  (some  students  commented  sometimes  they  need  to  wear  a  blanket),  (4)  Students  who  perceived  their  indoor  conditions  as  drier,  were  more  likely  to  perceive  indoor  temperature conditions as warmer, (5) students who felt a draft in their space, were more  likely to perceive their indoor air temperature as colder (students commented that due  to  poor  ventilation  they  had  to  open  windows  and  turn  on  fans.  Given  the  study  timeframe this finding may be the result of their adaptive strategies), (6) students who  were more satisfied with their indoor temperature, were more likely to feel warmer. 

Assessing  factors  impacting  student  satisfaction  and  perception  of  indoor  air  humidity it was found that: (1) as conditions became more humid, students were more  likely to be satisfied with their indoor air humidity, (2) as their satisfaction with indoor  temperature  increased  they  were  more  likely  to  be  satisfied  with  their  indoor  air  humidity, (3) Students who said their air was stuffy were more likely to be satisfied with  their indoor air humidity conditions versus those who did not, (4) the more satisfied they  were with indoor air humidity the more humid they perceived their conditions, (5) the  higher  their  clothing  factor  the  more  humid  they  perceived  their  environment,  (6)  students on the lower floors perceived the indoor air humidity to be drier, (6) the warmer  they perceived their indoor air temperature, the more humid they perceived their indoor  air humidity conditions. In graphing the logged data on AHSRAE Psychrometric charts, the  indoor  conditions  fell  in  unacceptable  ranges.  Majority  of  the  logged  data  (n=15,278)  representative of 63.12% of the time, fell under the 30% acceptable humidity conditions  and within the 1.0 clothing insulation zone and beyond. Results of a bivariate correlation  analysis  showed  outdoor  humidity  alone  did  not  have  an  effect  on  indoor  relative  humidity. Indicating that during the air intake process a substantial amount of humidity  is lost and not re‐introduced into the air distribution system.  

Given the findings and comments it supports the students’ complaints about: very  dry indoor humidity conditions, cold temperatures, poor ventilation and localized smog.  In  particular  several  students  complained  of  nose  bleeds,  dry  skin  and  eye  irritations.  Some students even mentioned the HE institution should buy them humidifiers due to  their  daily  exposure  to  unhealthy  environment  within  the  residence  hall.  Further  dissecting the clothing insulation factor given its importance in the regression results, the  suites were filtered into North and South suites. The clothing factor in the North suites  was higher at an average of 0.77 versus the South suites at 0.73. It must be noted the  difference between their activity levels was minimal, South suites were less active (avg. 

1.01) than North suites (avg. 1.10) therefore the expectation would have been that the  North suites clothing insulation factor would be less. Students’ perception of their indoor  temperature was warmer in the South suites, and on average more satisfied than those  in the North suites. The perception of indoor temperature was cooler in the North suites  and students were less satisfied with their indoor temperature conditions, even though  their recorded indoor temperatures were higher than the South suites. In terms of indoor  humidity both North and South suites showed no differential except in their SDs. These  results indicate that locational factors must also be accounted for in the design process  and thermal zoning by designers.  

Scientific  research  indicates  exposure  to  low  relative  humidity  levels  can  result  in  adverse  health  effects  including  pre‐corneal  tear  film  (PTF)  damage,  irritations  of  the  upper airways, reduction of visual acuity, and musculoskeletal tiredness and overloading  of the eyes (Paschides et al. 1998, Piccoli et al. 2003, Kjaegaard et al. 2004, Wolkoff et al.  2005, Wyon et al. 2006, Sunwoo et al. 2006). Other adverse health impacts are related to  biological and chemical interactions and contamination resulting in respiratory infections,  allergic rhinitis, hypersensitivity pneumonitis, asthma and ozone production/indoor smog  (Sterling  et  al.  1985).  Although  the  collection  of  medical  information  was  beyond  the  scope of this study due to the Health Insurance Portability and Accountability Act (HIPAA)  of 1996 (“Privacy Rule”), this information may still be collected via HE institutions if it is  not “individually identifiable”. Tracking the number of complaints and office visits due to  various related illnesses by occupants of EH will provide further insight into the health  effects  related  to  extended  exposure  to  low  relative  humidity  conditions.  Also  given  ASHRAE standard 55‐2013 does not identify acceptable lower humidity thresholds only  upper  boundaries,  further  research  would  benefit  the  establishment  of  an  acceptable  lower limit to ensure healthy environments for occupants. 

The findings of this study support the work of researchers in that air temperature and  humidity are closely interlinked and indicative of healthy indoor environments (Deuble  and de Dear, 2012). Students’ satisfaction with thermal comfort was highly influenced by  these  variables  including  their  clothing  factor.  Even  though  researchers  indicate  occupants are less sensitive to humidity as compared to temperature; this study found  perception  and  satisfaction  with  indoor  humidity  impacts  perception  and  satisfaction  with indoor air temperature.   Given the scientific research on health hazards of low humidity environments, it is  evidenced humidity regulation, introduction, measurement and tracking should not be  overlooked. These findings also emphasize the need for investigative POEs and it depicts  their added value. The feedback from this study is critical in informing future designs and  identified the current need for course correction measures in EH.