Master's Thesis

Thermal comfort in office buildings – a comparison of international certification systems

Final Thesis 4.52 MB Appendix 21.63 kB

Author of thesis: Bc. Dominik Novák

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Ing. Bc. Jan Fišer, Ph.D.

Reviewer: Ing. Jan Pokorný, Ph.D.

Abstract:

This thesis defines the concept of thermal comfort in office buildings and establishes its framework according to
current standards and international certification systems (BREEAM, LEED, and WELL). It describes the
fundamental microclimate assessment models—namely operative temperature, Fanger's static PMV/PPD model,
and adaptive comfort models—for both summer and winter periods, providing a systematic methodological
comparison of their approaches and stringency.

The practical part of the thesis is conceived as a case study of an office building featuring natural ventilation via
windows and cooling provided by split units. The methodology combines experimental measurements using the
TESTO 480 multifunction instrument, a questionnaire survey of a balanced sample of 47 respondents (24 men and
23 women), and dynamic simulations within a calibrated building model.

The discussion demonstrates a high correlation between the measured data and simulation results, yet reveals a
misalignment with the actual subjective perception of the users. This discrepancy is attributed to the fixed
normative values for metabolic rate and clothing insulation utilized in simulation tools. Furthermore, the research
identifies statistical differences in comfort perception between genders and confirms that the EN ISO 7730
standard underestimates the sensitivity of the female population to cold during the winter season. Furthermore,
predictions for the 2050 horizon (under the RCP 8.5 emission scenario) demonstrate the impact of climate change,
resulting in an almost twofold increase in the theoretical cooling demand required to maintain thermal comfort
and affecting its operational energy consumption. The thesis concludes with a formulation of recommendations
tailored for both the design and operational phases of buildings.

Keywords:

Thermal comfort, BREEAM, LEED, WELL, PMV/PPD, office building, dynamic simulation, questionnaire survey, climate change

Date of defence

09.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student seznámil zkušební komisi s průběhem řešení, výsledky a závěry své závěrečné práce. V návaznosti na posudky student zodpověděl dotazy oponenta. V rozpravě k DP byly položeny studentovi dále tyto otázky: Doc. Charvát položil dotaz zaměřený na výsledky dotazníkové studie pro muže a ženy, konkrétně na to, zda student zjišťoval, zda měly hodnocené osoby srovnatelné hodnoty tepelného odporu oděvu. Student dotaz zodpověděl. Profesor Jedelský položil dotaz na hranici požadované relativní vlhkosti uvedené v prezentaci Doc. Lízal položil dotaz zaměřený na nejistoty měření využitého přístroje. Student dotazy včetně navazujících doplňujících otázek zodpověděl.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Power and Thermo-fluid Engineering (N-ETI-P)

Specialization

Environmental Engineering (TEP)

Composition of Committee

doc. Ing. Jaroslav Katolický, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Bc. Jan Fišer, Ph.D. (člen)
Ing. Stanislav Patočka, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. František Lízal, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Pavel Charvát, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
doc. Ing. Bc. Jan Fišer, Ph.D.

Pan Dominik Novák zpracoval práci na téma Tepelný komfort v administrativních budovách – porovnání mezinárodních certifikačních systémů. Hlavním cílem diplomové práce bylo ověřit a srovnat na vzorovém objektu postupy hodnocení tepelného komfortu v systémech certifikace budov dle metodik BREEAM, LEED a WELL. Téma vzniklo na základě iniciativy studenta, což se pozitivně projevilo na jeho nasazení při zpracování diplomové práce, ale i na vymezení rozsahu a vhodném využití jednotlivých metod stanovení tepelného komfortu (přístrojové měření, simulace, dotazování osob).

Student k práci přistupoval velmi zodpovědně, pravidelně konzultoval postup práce a přicházel s vlastními návrhy a podněty. Samostatně provedl dvě série experimentálních měření pomocí sady TESTO 480 v kombinaci s dotazníkovým šetřením tepelného komfortu v kancelářských prostorách areálu Nová Zbrojovka. Pro daný objekt také vytvořil model v prostředí DesignBuilder a provedl simulace tepelného komfortu při současném stavu i pro predikované klimatické podmínky roku 2050. Získané výsledky mohou přispět k vyjasnění kompatibility certifikačních systémů BREEAM, LEED a WELL, využití nástrojů pro predikci tepelného komfortu a identifikaci hlavních zdrojů individuálního diskomfortu pracovníků v kancelářském prostředí.

K práci pana Dominika Nováka nemám z pohledu vedoucího DP žádné připomínky a hodnotím ji stupněm výborně/A.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Jan Pokorný, Ph.D.

Diplomová práce se zabývá tepelným komfortem v administrativních budovách a porovnáním mezinárodních certifikačních systémů BREEAM, LEED a WELL. Schémata BREEAM a LEED hodnotí budovu především z hlediska udržitelnosti, energetické náročnosti a technicko-provozních parametrů, přičemž zahrnují také kvalitu vnitřního prostředí. Certifikace WELL se oproti tomu zaměřuje více na zdraví, komfort a psychickou pohodu (well-being) uživatelů budovy. Jedním ze společných kritérií je tepelný komfort hodnocený dle normy ISO 7730. Student v rámci diplomové práce provedl rešerši ukazatelů tepelného komfortu a certifikačních standardů a realizoval vlastní měření parametrů vnitřního prostředí v kancelářských prostorách, včetně dotazníkové studie týkající se tepelného komfortu, a to na vzorku 47 osob (24 mužů a 23 žen). V práci byl navíc využit software DesignBuilder pro simulaci tepelného komfortu se zohledněním virtuálního modelu budovy. Rozsah činností provedených v této práci je nadprůměrný a oceňuji logické uspořádání práce. Teoretická část vysvětlující modely a certifikační postupy je srozumitelná. Praktická část je dobře zdokumentovaná, zejména pokud jde o popis měření komfortu a dotazníkové studie, které považuji za nosnou část práce. Co se týče modelování budovy, uvítal bych přesnější popis nastavení simulací a podrobnější vysvětlení matematického modelu. V rámci práce bylo zjištěno, že míra shody hodnocení procenta nespokojených lidí (PPD) mezi modelováním a měřením je dobrá, ovšem reálné výsledky dotazníkové studie ukázaly odlišné výsledky, přičemž autor správně analyzuje jejich možné příčiny. Dosažené výsledky jsou zajímavé a souhlasím s tvrzením, že by pro administrativní budovy bylo vhodné sledovat také koncentrace CO₂. Grafická úprava práce je na dobré úrovni, zde mám připomínku k použití fontu; textu by prospěla větší velikost písma. Drobné výhrady mám také k popiskům obrázků – například obrázky 2, 9 a 18 mají spíše charakter tabulek a velikost fontu v Obr. 18 je již na hranici čitelnosti. Přes tyto drobné připomínky oceňuji vlastní přínos autora, rozsah práce i použité metody. Cíle práce byly splněny a práci hodnotím  VÝBORNĚ (A).
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací A
Topics for thesis defence:
  1. Str 11: Vysvětlete jednotlivé členy rovnice 4, zejména 0,42 ∙ [(𝑀 − 𝑊) − 58,15]. Dále na straně 10 je uvedeno, že hodnota 1 met odpovídá tepelné produkci 58,1 W/m2.
  2. Str. 40: Vysvětlete stručně princip Mann-Whitney U testu, kdy je vhodné ho použít a jaké jsou alternativy? Proč jste nepoužil ANOVU? Vysvětlete význam p-hodnoty.
  3. Str. 41: Pro simulace byl použit software Design Builder – jak dlouho trvala práce na vytvoření 3D modelu a jak detailně byly zadávány okrajové podmínky (teplota, vlhkost, sluneční záření apod.). Překvapuje mě rozsah celého modelu i výborná shoda s měřeními na Obr. 51. Byl model nějak kalibrován?
  4. Str 58. Cituji: „V neposlední řadě se jako vysoce přínosné jeví rozšíření měřícího přístroje o kontinuální měření koncentrace oxidu uhličitého (CO2)“. Uveďte doporučené a limitní hodnoty koncentrace CO2 pro budovy a jaká rizika hrozí.

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová