Indoor Air Quality; IAQ; Climate Change; Low Cost Sensors; CONTAM; Modeling; CAPI Index
Abstract :
[en] Impacts of climate change on the Indoor Air Quality (IAQ) are derived by a system of influential factors. This governing system incorporates the alterations of air pollutant and air weather conditions (indoors & outdoors), in parallel with occupants’ behaviour and building characteristics. On the other hand, building retrofit action plans to tackle the increasing extreme weather events and corresponding energy demands, result in more air-tight buildings with reduced air exchange rates, and new Heating, Ventilation, and Air Conditioning (HVAC) technologies. This PhD thesis explores the future state of IAQ in a naturally ventilated house (with exhaust fans) in Belgium, under various climate scenarios projected up to 2100. To this end, the research includes three main sections (Chapter 2): I) IAQ low-cost sensor calibrations and IAQ measurement campaigns (Chapter 3&4), II) IAQ model development, validation, and calibration (multi-zone/multi-contaminant design in CONTAM) (Chapter 5), and III) Obtaining future inputs of the IAQ model (Chapter 6). By applying this methodology to a chosen case study, IAQ levels can be predicted in the middle and end of the century. Finally, to provide a decision supporting tool and objectivize the assessment of climate change impacts on IAQ, a hybrid climate change-IAQ index (CAPI) was designed. CAPI integrates the state of IAQ, outdoor air pollution, and heat waves simultaneously. Both experiments and future temporal estimates of CAPI till 2100 showed an increased trend of declining IAQ levels in the context of increasing extreme heat events. CAPI’s results for the chosen case study were mainly derived by the exceedances of Ozone levels, though other pollutants were also considered. [fr] Les impacts du changement climatique sur la qualité de l’air intérieur (QAI) sont déterminés par un ensemble de facteurs influents. Ce système de régulation intègre les modifications des polluants atmosphériques et des conditions météorologiques (intérieures et extérieures), ainsi que le comportement des occupants et les caractéristiques des bâtiments. Par ailleurs, les plans d’action de rénovation des bâtiments visant à faire face à l’augmentation des phénomènes météorologiques extrêmes et aux demandes énergétiques correspondantes se traduisent par des bâtiments plus étanches à l’air, avec des taux de renouvellement d’air réduits et l’introduction de nouvelles technologies de chauffage, ventilation et climatisation (HVAC). Cette thèse de doctorat explore l’état futur de la QAI dans une maison à ventilation naturelle (avec ventilateurs d’extraction) en Belgique, selon divers scénarios climatiques projetés jusqu’en 2100. À cette fin, la recherche comprend trois sections principales (chapitre 2): I) l’étalonnage de capteurs à faible coût et les campagnes de mesure de la QAI (chapitres 3 et 4), II) le développement, la validation et l’étalonnage du modèle de QAI (conception multizone/multicontaminant dans CONTAM) (chapitre 5), et III) l’obtention des entrées futures du modèle de QAI (chapitre 6). En appliquant cette méthodologie à l’étude de cas choisi, des niveaux de QAI peuvent être prévus au milieu et à la fin du siècle. Enfin, pour fournir un outil d’aide à la décision pour objectiver l’évaluation des impacts du changement climatique sur la QAI, un indice hybride changement climatique-QAI (CAPI) a été conçu. Le CAPI intègre simultanément l’état de la qualité de l’air intérieur, la pollution de l’air extérieur et les vagues de chaleur. Les projections temporelles futures du CAPI jusqu’en 2100 ont montré une tendance à la baisse de la qualité de l’air intérieur dans le contexte d’une augmentation des épisodes de chaleur extrême. Les résultats du CAPI pour l’étude de cas choisie ont été calculés en considérant des dépassements des niveaux d’ozone.
Research Center/Unit :
SPHERES - ULiège
Disciplines :
Physical, chemical, mathematical & earth Sciences: Multidisciplinary, general & others
Author, co-author :
Pourkiaei, Seyed Mohsen ; Université de Liège - ULiège > Sphères ; Université de Liège - ULiège > Département des sciences et gestion de l'environnement (Arlon Campus Environnement) > Sensing of Atmospheres and Monitoring (SAM)
Language :
English
Title :
Impact of Climate Change on Indoor Air Quality of Residential Buildings in Belgium Over Summer Time
Defense date :
26 June 2024
Number of pages :
202
Institution :
ULiège - University of Liège [Scienes], Liege, Belgium
Degree :
PhD
Promotor :
Romain, Anne-Claude ; Université de Liège - ULiège > Département des sciences et gestion de l'environnement (Arlon Campus Environnement) > Sensing of Atmospheres and Monitoring (SAM) ; Université de Liège - ULiège > Sphères
President :
Andre, Philippe ; Université de Liège - ULiège > Département des sciences et gestion de l'environnement (Arlon Campus Environnement)
Secretary :
Lemort, Vincent ; Université de Liège - ULiège > Département d'aérospatiale et mécanique > Thermodynamique appliquée
Jury member :
THEVENET, Frédéric; IMT Nord Europe (Institut Mines-Telecom, University of Lille) > Centre for Energy and Environment (CERI EE)
GUYOT, Gaelle; University Savoie Mont Blanc, LOCIE (Building Energy Process Laboratory) > Cerema (Centre for Studies and Expertise on Risks, the Environment, Mobility and Urban Planning)
Attia, Shady ; Université de Liège - ULiège > Département ArGEnCo > Techniques de construction des bâtiments
LAVERGE, Jelle; GhentUniversity > Faculty of Engineering & Architecture > Department of architecture and urban planning
OCCuPANt - Impacts of climate change on the indoor environmental and energy performance of buildings in Belgium during summer
Funders :
Walloon region
Funding number :
ARC 19/23-05
Funding text :
This research was funded by the Walloon Region under the call “Actions de Recherche Concertées 2019 (ARC)” (funding number: ARC 19/23-05) and the Ph.D. research project OCCuPANt, on the Impacts of Climate Change on the indoor environmental and energy PerformAnce of buildiNgs in Belgium during summer.
