The use of qualitative and quantitative methods to enhance occupant behaviour research in developing countries

Abstract

O objetivo desta pesquisa é avaliar o comportamento de usuários em escritórios por meio de abordagens qualitativas e quantitativas, e propor diretrizes para aprimorar as práticas nessa área em países em desenvolvimento. O método aplicado é dividido em três etapas principais: revisões de literatura, um estudo de caso utilizando métodos qualitativos e um estudo de caso com avaliações quantitativas. A primeira revisão de literatura evidenciou os potenciais das seguintes inovações tecnológicas para avaliar a dimensão humana do desempenho de edificações: sistemas ciberfísicos, sensores ativos e passivos, tecnologia Kinect, Internet of Things, human-in-the-loop, realidade virtual e ambientes imersivos. Em seguida, também com base nos avanços da literatura, foram apresentados os desafios e oportunidades da utilização dos seguintes métodos comumente empregados em ciências sociais: questionários, entrevistas, brainstorming, avaliações pós-ocupação, diários pessoais, elicitação, etnografia e sondas culturais. O estudo de caso com dados subjetivos realizado em Florianópolis evidenciou a viabilidade de teorias de comportamento (Teoria do Comportamento Planejado e Teoria Social Cognitiva) para avaliar adaptações realizadas por usuários em escritórios por meio de modelagem de equações estruturais ? uma abordagem inovadora nesta área. Além disso, a análise da influência de fatores subjetivos e relacionados ao conforto dos usuários confirmou a relação entre ajustes das edificações e as condições de conforto multi-domínios. Em outras palavras, se por um lado variáveis ambientais ligadas a diferentes domínios de conforto (visual, térmico, acústico e qualidade do ar) impactam o comportamento dos usuários, os ajustes em si também podem caracterizar novas fontes de desconforto. O estudo de caso com dados objetivos foi baseado em resultados de um monitoramento contínuo ao longo de seis anos realizado em escritórios localizados em Perugia, na Itália. Um método para determinar durações mínimas de monitoramento de operação de janelas que resultem em modelos confiáveis foi proposto com base em conceitos de Teoria da Informação e algoritmos de deep learning. Os resultados indicaram que as estações mais frias (inverno e outono) são menos informativas e, portanto, monitoramentos de campo enviesados com dados dessas estações são mais prováveis de resultar em modelos de comportamento menos representativos. As conclusões desta tese evidenciaram a viabilidade de métodos complementares em pesquisas sobre comportamento de usuários. Por meio de coletas de dados com abordagens variadas, diferentes partes interessadas podem melhorar a compreensão sobre aspectos subjetivos e objetivos que impactam nas interações entre usuários e edificações. Profissionais do setor de edificações em países em desenvolvimento podem se basear nas oportunidades e recomendações apresentadas para escolher abordagens adequadas aos problemas que precisam ser resolvidos e popularizar avaliações nesta área.

Abstract: This research aims to assess occupant behaviour in offices using qualitative and quantitative approaches and propose alternatives to encourage similar evaluations in developing countries. For doing so, the method applied is divided into three main steps: literature reviews, a case study based on qualitative data collection, and a case study relying on quantitative measurements. The first literature review focused on innovative technologies to quantitatively assess the human dimension of building performance, and the following innovations were highlighted: Cyber-Physical Systems, behavioural sensing, Kinect technology, Internet of Things, human-in-the-loop, virtual reality, and immersive environments. Then, also based on advances from the literature, the challenges and opportunities of using the following social science methods to provide qualitative background for this field are presented: questionnaires, interviews, brainstorming, post-occupation evaluations, personal diaries, elicitation, ethnography, and cultural probes. The qualitative case study carried out in Florianópolis evidenced the feasibility of behavioural theories (Theory of Planned Behaviour and Social Cognitive Theory) to evaluate adaptive behaviours through structural equation modelling ? a novel approach in this field. Furthermore, the analysis of subjective and comfort-related drivers for occupant behaviour confirmed the relationship between building adjustments and multi-domain comfort conditions. In other words, although environmental variables linked to different comfort domains (visual, thermal, acoustic, and air quality) impact occupant behaviour, such adjustments can also characterise new sources of discomfort. Then, the quantitative case study relied on six-year continuous monitoring carried out in offices in Perugia, Italy. Based on Information Theory concepts and deep learning algorithms, a method to determine the minimum duration of window operation monitoring that leads to reliable models was proposed. The results indicated that the colder seasons (winter and autumn) are less informative and, therefore, field monitoring with more significant influence from these seasons is more likely to result in underperforming models. The conclusions of this thesis outlined the importance of using qualitative and quantitative methods as their outcomes are complementary. By gathering occupant-related data using different approaches, building stakeholders can understand subjective and objective aspects that affect human-building interactions, as well as determine possible strategies to optimise building design and control. Indeed, this thesis provided detailed documentation of different approaches, and building stakeholders from developing countries can benefit from the highlighted opportunities and recommendations to boost occupant behaviour research in those countries.