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The adaptive thermal comfort concept has been developed over many years and proven in numerous field studies (e.g. Webb 1964, Nicol and Humphreys 1973, Auliciems 1981b, de Dear et al. 1997, McCartney and Nicol 2002, Manu et al. 2016), showing that people are satisfied with a wide range of thermal conditions. Prerequisite is that people are provided with means to make themselves comfortable, that they know which opportunities they have, that it is socially acceptable to use these opportunities and that they are willing to use them (Hellwig, 2015). However, the overall understanding of how to design for such opportunities enabling the occupant to make themselves comfortable in relation to climate and building type, thus how to convert the adaptive thermal comfort concept into building design and concepts for operating buildings, is still limited. There are still common misunderstandings in the interpretation of the adaptive comfort approach among building planners and operators e.g. regarding the amount of control, the seriousness of this topic or the level of information needed by occupants for which reason guidance (e.g. CIBSE 2010, Cook et al. 2020) and knowledge transfer (e.g. Hellwig and Boerstra 2017, 2018) is absolutely essential. Consequently, there is still a gap between scientific research and real-world-application, which this report aims to diminish.In line with the activities within IEA EBC Annex 69 Subtasks A, B, and C, the present report includes four main sections, addressing the above listed identified challenges and barriers to the adoption of the adaptive thermal comfort in practice by explaining the adaptive thermal comfort principles, by illustrating the benefits from applying the adaptive principles in buildings, through guidance on how to implement the adaptive principles in the design and operation of buildings, especially providing guidance on how to design for adaptive opportunities. The Appendices contain additional information on standards, checklists for stakeholders in the design and operation of buildings as well as documentation and lessons learnt from the buildings investigated within this Annex 69 Subtask C. This report is formulated with the help of frameworks (Hellwig et al. 2019, Hellwig et al. 2020) developed to facilitate the adoption of adaptive principles in the design and operation of buildings. We aim to provide the knowledge on a general level of understanding, so that it is possible to apply the knowledge in different types of building usage, different climate zones and occupant groups. However, the majority of examples used in this report stems from office buildings, which is mainly rooted in the fact that the majority of research studies focussed on this type of building. Nevertheless, we have supplemented this report with examples from other building types. The target group of the guidelines in this report are building planners (architects, engineers, sustainability certification consultants/councils) and building operators (facility managers, operators, owners, and tenants). Furthermore, the guidelines in this report are intended as critical sources and guidance to educate future building professionals and stakeholders.The report includes four main sections, as outlined below.Section 2 summarises the three adaptive comfort principles, i.e. physiological, behavioural and psychological adaptation. The section follows with a discussion on the effectiveness of the adaptive principles and on the order of activation of adaptive responses. It ends with a brief account on the development of adaptive models.Section 3 describes the benefits from applying the adaptive principles in buildings, including energy savings, resilience to climate change, improved usability and thermal satisfaction, as well as improved health and well-being.Section 4 presents the developed framework for adopting the adaptive comfort principles in design and operation of buildings. The main elements of the framework are described, i.e. the building context, adaptive responses and actions, the building planning and design, –the adaptive opportunities design, and the operational planning and operation. Each of these subsections includes guidelines to facilitate the integration of adaptive principles. Section 4 ends with considerations and recommendations for adopting adaptive comfort in conditioned buildings, including advice for facilitating free-running mode in building operation as often as possible and ways to integrate the use of the adaptive principles in permanently or long-season conditioned spaces.AppendicesAppendix 1 summarises information on adaptive models used in international and national standards, as well as examples of models developed by research in various locations and climates.Appendix 2 provides checklists of parameters that can help stakeholders implement measures to ensure the availability of adaptive opportunities in buildings.Appendix 3 is a collation of case studies with practical learnings from adaptive buildings investigated in Annex 69 Subtask C.Appendix 4 lists publications, presentations and workshops related to Activity B2 of IEA EBC Annex 69.Authors of main report on guidelines, Appendix 1, 2, 4 worked out in Subtask B, Activity B2Lead: Runa T. Hellwig, Aalborg University, DenmarkCo-lead: Despoina Teli, Chalmers University, SwedenContributors:Marcel Schweiker, Karlsruhe Institute of Technology, GermanyRodrigo Mora, British Columbia Institute of Technology, CanadaJoon-Ho Choi, University of Southern California, USARajan Rawal, CEPT University, IndiaM.C.Jeffrey Lee National Taichung University of Science and Technology, TaiwanWang Zhaojun, Harbin Institute of Technology, ChinaFarah Al-Atrash, German Jordanian University, JordanAuthors of Appendix 3 Documentation of buildings investigated in Annex 69, Subtask CLead: Richard de Dear, University of Sydney, AustraliaCo-Lead: Stephanie Gauthier, University of Southampton, UK; Jungsoo Kim, University of Sydney, AustraliaContributors (in alphabetical order): Farah Al-Atrash, German Jordanian University, JordanLeonidas Bourikas, University of Southampton, UK Bin Cao, Tsinghua University, ChinaJoon-Ho Choi, University of Southern California, USAChungyoon Chun, Yonsei University, KoreaHeidi Creighton, Buro Happold Engineering, USAPaul Cooper, University of Wollongong, AustraliaJérôme Damiens, Tsinghua University, ChinaRichard de Dear, University of Sydney, AustraliaStephanie Gauthier, University of Southampton, UKRuna T. Hellwig, Aalborg University, DenmarkWenjie Ji, Tsinghua University, ChinaXinyu Jia, Tsinghua University, ChinaJungsoo Kim, University of Sydney, AustraliaSuhyun Kwon, Yonsei University, KoreaKyeongsuk Lee, University of Southern California, USA

Within the IEA EBC Annex 69 on Strategy and Practice of Adaptive Thermal Comfort in Low Energy Buildings (http://annex69.org/), we are conducting an international questionnaire study related to thermal comfort scales. Our objective is the analysis of influences on the perception of thermal comfort scales. In particular, we are looking at the effect of the current thermal state, peoples climatic background, and level of adaptation on the relationship between thermal sensation, thermal comfort, and thermal acceptance.

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Thermal discomfort is one of the main triggers for occupants’ interactions with components of the built environment such as adjustments of thermostats and/or opening windows and strongly related to the energy use in buildings. Understanding causes for thermal (dis-)comfort is crucial for design and operation of any type of building. The assessment of human thermal perception through rating scales, for example in post-occupancy studies, has been applied for several decades; however, long-existing assumptions related to these rating scales had been questioned by several researchers. The aim of this study was to gain deeper knowledge on contextual influences on the interpretation of thermal perception scales and their verbal anchors by survey participants. A questionnaire was designed and consequently applied in 21 language versions. These surveys were conducted in 57 cities in 30 countries resulting in a dataset containing responses from 8225 participants. The database offers potential for further analysis in the areas of building design and operation, psycho-physical relationships between human perception and the built environment, and linguistic analyses.

One of the major challenges of building industry today is to provide indoor spaces allowing the occupants to make themselves comfortable while achieving low energy consumption. Considering the observed increasing temperatures and a more extreme climate, this becomes even more urgent and difficult to accomplish. It is therefore necessary to rely on approaches than contribute to sustainable building design, such as the adaptive approach to thermal comfort which postulates that people are not passive recipients of their environment but adapt behaviourally, physiologically and psychologically. The concept of adaptive thermal comfort was formulated many decades ago and has been validated in numerous field studies. Temperature thresholds based on adaptive models have been included in international and national standards. However, the overall understanding of how to translate the adaptive principles into design practice and concepts for operating buildings is still limited. Subtask B of IEA Annex 69 addresses this gap: "Strategy and practice of adaptive thermal comfort in low energy buildings". The subtask aims to develop guidelines for low energy buildings that include the principle of adaptive comfort. This paper discusses the challenges and gaps identified in using the principles of adaptive thermal comfort in building design and operation and outlines the contents of the imminent guideline.

Zahlreiche Studien untersuchten thermische Behaglichkeit in unterschiedlichen Gebäudetypen und Umgebungen weltweit. Eine Untersuchung von thermischer Behaglichkeit in Bürogebäuden in Jordanien sowie von adaptivem Nutzerverhalten, vom thermischen Behaglichkeits-Temperaturbereich und von persönlicher Kontrolle wurde jedoch noch nie unternommen. Daher ist es das Ziel der vorliegenden Studie, die adaptive thermische Behaglichkeit und persönliche Kontrolle zu untersuchen und somit ein besseres Verständnis über das Innenraumklima in Bürogebäuden in Amman, der Hauptstadt Jordaniens, zu generieren. Die Studie basiert auf Langzeit-Feldversuchen, die in drei Bürogebäuden, nämlich zwei mixed mode Gebäuden und einem frei belüfteten Gebäude, zu vier verschiedenen Jahreszeiten durchgeführt wurden, nämlich im Zeitraum von Frühling 2016 (April) bis Winter 2017 (Januar/ Februar). Es nahmen 119 Gebäudenutzer an den Befragungen zum thermischen Behaglichkeits-Temperaturbereich teil; dabei wurden insgesamt 659 Fragebögen ausgefüllt. Der erste Teil der Studie widmete sich der thermischen Behaglichkeit und zielte darauf ab, die internen und externen Faktoren für Adaptionsverhalten zum Zwecke der thermischen Behaglichkeit zu untersuchen sowie den thermischen Komfortbereich in den jeweiligen Jahreszeiten zu bestimmen. Des Weiteren wurden das wahrgenommene Wohlbefinden auf thermischen Wahrnehmungsskalen über die verschiedenen Jahreszeiten hinweg untersucht und die gewonnenen Ergebnisse mit vorhandenen adaptiven Modellen und Standards abgeglichen. Im Fall des frei belüfteten Gebäudes gab es Schwankungen der operativen Temperatur im Laufe der vier Jahreszeiten, während die Temperaturen in den mixed mode Gebäuden konstant zwischen 23°C und 24°C lagen. Die Nutzer fühlten sich zu einem hohen Prozentsatz in einem breiten Spektrum thermischen Empfindens von "kühl bis warm" wohl, und dies nicht nur im Fall einer "neutralen" Angabe zum thermischen Empfinden. Darüber hinaus variierte die wahrgenommene Behaglichkeit auf der Skala thermischen Empfindens über die Jahreszeiten hinweg, da die Nutzer es während des Sommers kühler und während des Winters wärmer bevorzugten. Daher konnten Komfortzonen aus den beobachteten operativen Temperaturen in Abhängigkeit der Angaben zum Komfort abgeleitet werden. Im Falle der mixed mode Gebäuden, ergab eine Loess-Analyse von Behaglichkeitstemperatur und gleitender mittlerer Außentemperatur keine Beziehung zwischen den beiden Variablen, was sich aus den flachen Kurvenverläufen ergibt. Allerdings ist zu bemerken, dass die Kurven im Sommer in Richtung niedrigerer Werte der Behaglichkeitstemperatur verlaufen, nämlich ab ca. 22°C durchschnittlicher Außentemperatur. Im Gegensatz dazu wurde eine lineare Beziehung zwischen thermischer Behaglichkeit und gleitender mittlerer Außentemperatur für das frei belüftete Gebäude festgestellt, was das Konzept der Adaption je nach Außenklima widerspiegelt. Allerdings veränderte sich die Kurve zu einer flachen Linie ab ca. 24°C gleitender mittlerer Außentemperatur, was darauf hindeutet, dass die Behaglichkeitstemperatur sich ab diesem Schwellenwert nicht weiter mit der Außentemperatur erhöht. Der zweite Teil der Studie beschäftigte sich mit persönlicher Kontrolle am Arbeitsplatz. Das Ziel war die den Nutzern zur Verfügung stehenden Adaptionsmöglichkeiten zu analysieren. Dabei wurden Wechselbeziehungen zwischen wahrgenommener Verfügbarkeit und gewünschter Kontrollmöglichkeit untersucht. Außerdem wurde erhoben, wie oft diese Arten der Kontrollmöglichkeit genutzt wurden (ausgeübte Kontrolle). Darüber hinaus wurden die Gründe für das Nichtausüben zur Verfügung stehender Kontrollmöglichkeiten und die Auswirkung der Gebäudetypen und Jahreszeiten auf wahrgenommene Kontrollmöglichkeiten untersucht sowie der Einfluss von wahrgenommener Kontrolle auf das thermische Behaglichkeitsempfinden und Luftqualität bestimmt. Im Rahmen eines longitudinalen und analytischen Ansatzes wurden neue Variablen eingeführt, nämlich die Konsistenz zwischen wahrgenommener und objektiver Verfügbarkeit sowie die Erwartungskonformität. Bedienbare Fenster und anpassbare Temperaturregler stellten die am meisten gewünschten Adaptionsmöglichkeiten dar. Als häufigster Grund für die Nichtnutzung der Adaptionsmöglichkeiten wurde 'keine Änderung nötig' genannt. Die Ergebnisse zeigen eine signifikante Korrelation zwischen Gebäudetypus und wahrgenommener Kontrollmöglichkeit, während hingegen keine signifikante Beziehung zwischen Jahreszeit und wahrgenommener Kontrolle gefunden wurde. Die wahrgenommene Kontrolle korreliert positiv mit dem thermischen Behaglichkeitsempfinden der Nutzer. Die in dieser Studie zur Anwendung gekommenen Ansätze und methodischen Analysen bieten die Möglichkeit für weitere Forschung auf ähnlichen Gebieten.