Indoor thermal comfort in smart buildings has a significant impact on the health and performance of occupants. Consequently, machine learning (ML) is increasingly used to solve challenges related to indoor thermal comfort. Temporal variability of thermal comfort perception is an important problem that regulates occupant well-being and energy consumption. However, in most ML-based thermal comfort studies, temporal aspects such as the time of day, circadian rhythm, and outdoor temperature are not considered. This work addresses these problems. It investigates the impact of circadian rhythm and outdoor temperature on the prediction accuracy and classification performance of ML models. The data is gathered through month-long field experiments carried out in 14 classrooms of 5 schools, involving 512 primary school students. Four thermal comfort metrics are considered as the outputs of Deep Neural Networks and Support Vector Machine models for the dataset. The effect of temporal variability on school children's comfort is shown through a "time of day" analysis. Temporal variability in prediction accuracy is demonstrated (up to 80%). Furthermore, we show that outdoor temperature (varying over time) positively impacts the prediction performance of thermal comfort models by up to 30%. The importance of spatio-temporal context is demonstrated by contrasting micro-level (location specific) and macro-level (6 locations across a city) performance. The most important finding of this work is that a definitive improvement in prediction accuracy is shown with an increase in the time of day and sky illuminance, for multiple thermal comfort metrics.


翻译:智能建筑的室内热舒适对居住者的健康和性能有重大影响。因此,机器学习(ML)越来越多地用于解决与室内热舒适有关的挑战。热舒适感的时空变化是一个重要问题,调节住住家的安康和能源消耗。然而,在大多数以ML为基础的热舒适研究中,没有考虑到诸如白天时间、环形节律和户外温度等时间因素。这项工作解决了这些问题。它调查了circadian节奏和户外温度对ML模型预测准确性和分类性的影响。数据是通过在5所学校的14个教室里进行的长达一个月的实地实验收集的。512名小学生参加了这一实验。4个热舒适度指标被视为深神经网络的输出,并支持用于数据集的矢量机器模型。时间变化对学校儿童舒适性的影响通过“白天时间”分析来显示。预测准确性的温度变化(高达80% ) 此外,我们显示室内温度(与时间的波动)积极影响热舒适性模型的预测性能效果,在30个具体水平上展示了城市的准确性水平(6 % 的精确性工作水平上展示了城市的精确性水平,一个重要性水平,在精确性水平上展示了城市的精确性水平上,在精确性观测中显示一个重要。在30个具体水平上,一个特定的水平上,一个特定的高度水平上展示了城市的进度。

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