DIN ISO TS 14505-1-2007 Ergonomics of the thermal environment - Evaluation of thermal environments in vehicles - Part 1 Principles and methods for assessment of thermal stress (ISO.pdf

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1、Dezember 2007 Normenausschuss Ergonomie (NAErg) im DINPreisgruppe 9DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS 13.180!$I,)“1380906www.din.deDVornormDIN ISO/TS 14505-1Ergo

2、nomie der thermischen Umgebung Beurteilung der thermischen Umgebung in Fahrzeugen Teil 1: Grundlagen und Verfahren fr die Bewertung der thermischenBelastung (ISO/TS 14505-1:2007)Ergonomics of the thermal environment Evaluation of thermal environments in vehicles Part 1: Principles and methods for as

3、sessment of thermal stress (ISO/TS 14505-1:2007)Ergonomie des ambiances thermiques valuation des ambiances thermiques dans les vhicules Partie 1: Principes et mthodes dvaluation de la contrainte thermique(ISO/TS 14505-1:2007)Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.de

4、Gesamtumfang 15 SeitenDIN ISO/TS 14505-1:2007-12 2 Inhalt Seite Nationales Vorwort .3 Nationaler Anhang NA (informativ) Literaturhinweise.4 Einleitung.5 1 Anwendungsbereich .6 2 Normative Verweisungen6 3 Begriffe .6 4 Bewertungsgrundlagen.7 5 Verfahren zur Messung des Klimas in einem Fahrzeug 8 5.1

5、Allgemeines8 5.2 Thermische Behaglichkeit 8 5.3 Wrmebelastung9 5.4 Kltebelastung 10 5.5 Energieumsatz des Krpers und Bekleidung 11 6 Bewertung durch Versuchspersonen. 11 Anhang A (informativ) Messung oder Abschtzung des Energieumsatzes sowie von Kennwerten der Bekleidung 12 A.1 Messung oder Abschtzu

6、ng des Energieumsatzes 12 A.2 Abschtzung von thermischen Bekleidungskennwerten. 12 Anhang B (informativ) Beispiele fr die Bewertung der thermischen Belastung 13 B.1 Bewertung der thermischen Belastung 13 B.2 Leistungsprfung eines HVAC-Systems im Fahrzeug . 14 Literaturhinweise . 15 Bilder Bild 1 Sch

7、ematische Darstellung der Grundlagen fr die Klima-Beurteilung unter Anwendung Internationaler Normen .8 Vornorm DIN ISO/TS 14505-1:2007-12 3 Nationales Vorwort Diese Norm wurde vom ISO/TC 159 Ergonomics“, dessen Sekretariat vom DIN (Deutschland) gehalten wird unter Beteiligung deutscher Experten era

8、rbeitet. Das zustndige deutsche Gremium im Deutschen Institut fr Normung e.V. ist der NA 023-00-05 AA Ergonomie der physikalischen Umgebung, ErgPhysU“ im Normenausschuss Ergonomie (NAErg). Eine Technische Spezifikation (Vornorm) ist das Ergebnis einer Normungsarbeit, das wegen bestimmter Vorbehalte

9、zum Inhalt oder wegen des gegenber einer Norm abweichenden Aufstellungsverfahrens vom DIN noch nicht als Norm herausgegeben wird. Zur vorliegenden Vornorm wurde der Norm-Entwurf DIN EN ISO 14505-1:2004-07 verffentlicht. Erfahrungen mit dieser Vornorm sind erbeten vorzugsweise als Datei per E-Mail an

10、 naergdin.de in Form einer Tabelle. Die Vorlage dieser Tabelle kann im Internet unter http:/www.din.de/stellungnahme abgerufen werden; oder in Papierform an den Normenausschuss Ergonomie (NAErg) im DIN, 10772 Berlin (Hausanschrift: Burggrafenstr. 6, 10787 Berlin). ISO/TS 14505 besteht unter dem Haup

11、ttitel Ergonomie der thermischen Umgebung Thermische Umgebung in Fahrzeugen aus den folgenden Teilen: Teil 1: Grundlagen und Verfahren fr die Bewertung der thermischen Belastung Technische Spezifikation Teil 2: Bestimmung der quivalenttemperatur Teil 3: Bewertung der thermischen Behaglichkeit durch

12、Versuchspersonen Fr die in diesem Dokument zitierten Internationalen Normen wird im Folgenden auf die entsprechenden Deutschen Normen hingewiesen: ISO 7243 siehe DIN EN 27243 ISO 7726 siehe DIN EN ISO 7726 ISO 7730 siehe DIN EN ISO 7730 ISO 7933 siehe DIN EN ISO 7933 ISO 8996 siehe DIN EN ISO 8996 I

13、SO 9920 siehe DIN EN ISO 9920 ISO 11079*)siehe DIN EN ISO 11079 ISO 12894 siehe DIN EN ISO 12894 ISO 13731 siehe DIN EN ISO 13731 ISO 13732 (alle Teile) siehe DIN EN ISO 13732 (alle Teile)*)ISO 14505-2 siehe DIN EN ISO 14505-2 ISO 14505-3 siehe DIN EN ISO 14505-3 ISO/TS 14415 siehe DIN-Fachbericht I

14、SO/TS 14415 *) Noch zu verffentlichen (berarbeitung von ISO/TR 11079:1993) *) Als DIN EN ISO wurden nur Teil 1: Heie Oberflchen und Teil 3: Kalte Oberflchen bernommen. Vornorm DIN ISO/TS 14505-1:2007-12 4 Nationaler Anhang NA (informativ) Literaturhinweise DIN EN 27243, Warmes Umgebungsklima; Ermitt

15、lung der Wrmebelastung des arbeitenden Menschen mit dem WBGT-Index (wet bulb globe temperature) DIN EN ISO 7726, Umgebungsklima Instrumente zur Messung physikalischer Gren DIN EN ISO 7730, Ergonomie der thermischen Umgebung Analytische Bestimmung und Interpretation der thermischen Behaglichkeit durc

16、h Berechnung des PMV- und des PPD-Indexes und Kriterien der lokalen thermischen Behaglichkeit DIN EN ISO 7933, Ergonomie der thermischen Umgebung Analytische Bestimmung und Interpretation der Wrmebelastung durch Berechnung der vorhergesagten Wrmebeanspruchung DIN EN ISO 8996, Ergonomie der thermisch

17、en Umgebung Bestimmung des krpereigenen Energie-umsatzes DIN EN ISO 9920, Ergonomie des Umgebungsklimas Abschtzung der Wrmeisolation und des Verdunstungswiderstandes einer Bekleidungskombination DIN EN ISO 11079, Ergonomie der thermischen Umgebung Bestimmung und Interpretation der Kltebelastung bei

18、Verwendung der erforderlichen Isolation der Bekleidung (IREQ) und lokalen Khlwirkungen DIN EN ISO 12894, Ergonomie des Umgebungsklimas Medizinische berwachung von Personen, die einer extrem heien oder kalten Umgebung ausgesetzt sind DIN EN ISO 13731, Ergonomie des Umgebungsklimas Begriffe und Symbol

19、e DIN EN ISO 13732 (alle Teile)*), Ergonomie der thermischen Umgebung Bewertungsmethoden fr Reaktionen des Menschen bei Kontakt mit Oberflchen DIN EN ISO 14505-2, Ergonomie der thermischen Umgebung Beurteilung der thermischen Umgebung in Fahrzeugen Teil 2: Bestimmung der quivalenttemperatur DIN EN I

20、SO 14505-3, Ergonomie der thermischen Umgebung Bewertung der thermischen Umgebungen in Fahrzeugen Teil 3: Bewertung der thermischen Behaglichkeit durch Versuchspersonen DIN-Fachbericht ISO/TS 14415, Ergonomie der thermischen Umgebung Anwendung Internationaler Normen auf Personen mit besonderen Anfor

21、derungen *) siehe Seite 2. Vornorm DIN ISO/TS 14505-1:2007-12 5 Ergonomie der thermischen Umgebung Beurteilung der thermischen Umgebung in Fahrzeugen Teil 1: Grundlagen und Verfahren fr die Bewertung der thermischen Belastung Einleitung Die Wechselwirkung des Wrmeaustausches durch Konvektion, Strahl

22、ung und Wrmeleitung in der Fahrerkabine eines Fahrzeugs ist sehr komplex. Die Kombination aus ueren thermischen Lasten und der im Fahrzeug befindlichen Heizungs- und Lftungsanlage fhrt zu einem lokalen Klima, das rtlich und zeitlich erheblich schwanken kann. Es ergeben sich asymmetrische thermische

23、Bedingungen, die hufig die Hauptursache fr Klagen ber thermisches Unbehagen sind. In Fahrzeugen ohne oder mit einer schlechten Heizungs-, Lftungs- und Klimaanlage (HVAC-Anlage) wird die thermische Belastung grtenteils durch den Einfluss des Umgebungsklimas auf die Fahrerkabine bestimmt. Eine subjekt

24、ive Beurteilung umfasst alle Faktoren, da Personen die kombinierte Wirkung von mehreren thermischen Einwirkungen in eine Reaktion zusammenfassen. Jedoch ist sie fr eine Wiederholungsmessung nicht ausreichend ausfhrlich und genau genug. Messungen bieten ausfhrliche und genaue Informationen, erfordern

25、 jedoch eine Zusammenfassung der Messwerte, um die thermische Auswirkung auf den Menschen zu ermitteln. Da fr den gesamten Wrmeaustausch einer Person unterschiedliche Klimafaktoren eine Rolle spielen, ist ein Klimasummenma dieser Faktoren erforderlich, das deren relativen Einfluss bercksichtigt. Vor

26、norm DIN ISO/TS 14505-1:2007-12 6 1 Anwendungsbereich Dieser Teil von ISO 14505 gibt Leitlinien fr die Bewertung der thermischen Belastung in Fahrzeugen, die an Land, auf dem Wasser und in der Luft eingesetzt werden. Er liefert durch Verweisung auf verschiedene in Internationalen Normen beschriebene

27、 Verfahren Informationen zur Bewertung von kalten, moderaten und warmen thermischen Umgebungen und beschreibt die Grenzen und erforderlichen Anpassungen, die fr die Bewertung des Fahrzeugklimas notwendig sind. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Do

28、kumentes erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). ISO 13731, Ergonomics of the thermal environment Vocabulary and symbols 3 Begriffe Fr die

29、 Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach ISO 13731 und die folgenden Begriffe. 3.1 Kltebelastung klimatische Bedingungen, unter denen der Wrmeverlust des Krpers gerade gleich oder zu gro ist, um das Wrmegleichgewicht bei erheblicher und manchmal nicht ausgleichbarer physiologischer Beans

30、pruchung aufrechtzuerhalten 3.2 quivalenttemperatur Temperatur eines homogenen Bereiches mit seiner mittleren Strahlungstemperatur, die gleich der Lufttemperatur und einer Luftgeschwindigkeit von null ist, in dem der Wrmeverlust einer Person durch Konvektion und Strahlung gleich ist wie unter den ta

31、tschlichen Bedingungen der Bewertung 3.3 Wrmebelastung klimatische Bedingungen, unter denen der Wrmeverlust des Krpers gerade gleich oder zu klein ist, um das Wrmegleichgewicht bei erheblichen und manchmal nicht ausgleichbaren physiologischer Beanspruchung aufrechtzuerhalten (Wrmespeicherung) 3.4 lo

32、kale quivalenttemperatur Temperatur eines homogenen Raumes“ mit einer mittleren Strahlungstemperatur gleich der Lufttemperatur und einer Luftgeschwindigkeit von null, in dem der Wrmeverlust eines bestimmten Bereiches der Krperoberflche einer Person durch Konvektion und Strahlung gleich ist wie unter

33、 den tatschlichen Bedingungen der Bewertung 3.5 thermische Asymmetrie Zustand, in dem einander gegenberliegende Teile des menschlichen Krpers unterschiedlichen klimatischen Bedingungen ausgesetzt sind 3.6 thermoneutraler Bereich Temperaturbereich, innerhalb dessen der Krper die Wrmebilanz ausschliel

34、ich durch vasomotorische Reaktionen aufrechterhlt Vornorm DIN ISO/TS 14505-1:2007-12 7 3.7 Fahrzeug begrenzter, blicherweise vollstndig umschlossener Raum einer beweglichen oder ortsfesten Einheit, die fr den Transport von oder den Betrieb durch Personen bestimmt ist 3.8 HVAC-Anlage Heizungs-, Lftun

35、gs- und Klimaanlage eines Fahrzeuges und/oder einer Fahrerkabine 4 Bewertungsgrundlagen Die thermische Umgebung in einem Fahrzeug ndert sich in Abhngigkeit von den ueren Klima-bedingungen sowie der Qualitt und Leistungsfhigkeit der HVAC-Anlage der Fahrerkabine. Die meisten Fahrzeuge sind in der Lage

36、 die Fahrerkabine unter ungnstigen ueren Klimabedingungen zu beheizen oder zu khlen um somit extreme Klimabelastungen zu verringern. In einfachen Fahrzeugen und bei einem Ausfall der HVAC-Anlage kann der Fahrzeugnutzer jedoch hohen thermischen Belastungen ausgesetzt sein. Fr die Bewertung der thermi

37、schen Bedingungen in Fahrzeugen kommen drei Belastungsarten fr den Nutzer wie in Bild 1 gezeigt in Frage: a) Wrmebelastung (warmes Klima); b) thermische Unbehaglichkeit (gemigtes Klima); c) Kltebelastung (kaltes Klima). Fr alle drei Belastungsarten wird unter Anwendung der in bestehenden Internation

38、alen Normen oder hnlichen Dokumenten beschriebenen Verfahren eine Analyse der vorliegenden Bedingungen durchgefhrt (siehe Bild 1). Die Beurteilung konzentriert sich auf die Belastung der exponierten Personen (Belastungs-prfung). Diese Verfahren liefern keine Informationen ber die Leistung der HVAC-A

39、nlage (Heizungs-, Lftungs- und Klimaanlage) des Fahrzeugs, da die externen Bedingungen nicht genormt sind, jedoch in Verbindung mit der Anlage ermittelt werden. Leistungsprfungen erfordern genormte Umgebungsbedingungen und konzentrieren sich auf die Ermittlung der Leistung der HVAC-Anlage unter geno

40、rmten Bedingungen (siehe das Beispiel im Anhang B). Empfehlungen fr diese Art von Prfungen werden in ISO 14505-2 gegeben. Die subjektiven Bewertungen der thermischen Bedingungen knnen sowohl bei den thermischen Belastungsprfungen als auch als Teil der Leistungsprfungen ermittelt werden (siehe Bild 1

41、, unteres Kstchen). Fr Personen mit besonderen Bedrfnissen kann eine Beurteilung nach ISO/TS 14415 durchgefhrt werden. Vornorm DIN ISO/TS 14505-1:2007-12 8 Bild 1 Schematische Darstellung der Grundlagen fr die Klima-Beurteilung unter Anwendung Internationaler Normen 5 Verfahren zur Messung des Klima

42、s in einem Fahrzeug 5.1 Allgemeines Dieser Abschnitt enthlt Informationen ber vorgeschlagene Verfahren zur Anwendung bei verschiedenen Arten der thermischen Belastung in Fahrzeugen im Betrieb. Zustzliche Informationen fr die eigentliche Bewertung werden im Anhang A und Beispiele im Anhang B angegebe

43、n. 5.2 Thermische Behaglichkeit 5.2.1 Allgemeines Das Ziel einer HVAC-Anlage besteht darin, in der Fahrerkabine eines Fahrzeugs thermisch behagliche Bedingungen zu erreichen. Nach einer anfnglichen Stabilisierungsphase sind die meisten Anlagen in der Lage, ein im Groen und Ganzen behagliches Klima z

44、u schaffen. Eine ausgeglichene Wrmebilanz des gesamten Krpers kann unter thermoneutralen Bedingungen relativ leicht aufrechterhalten werden, wobei auf Grund der lokalen klimatischen Bedingungen dennoch eine starke lokale Unbehaglichkeit auftreten kann. Die Bewertungsgrundlage beruht auf der Messung

45、und der Analyse der Bedingungen fr eine ausgeglichene Wrmebilanz im thermoneutralen Bereich und dem damit zusammenhngenden Wrmeempfinden. Es stehen zwei Verfahren zur Verfgung: ISO 7730 und ISO 14505-2. Vornorm DIN ISO/TS 14505-1:2007-12 9 5.2.2 Beurteilung des gesamten Krpers mit den PMV- und PPD-I

46、ndizes Empfehlungen fr die Bewertung unter Bercksichtigung des gesamten Krpers sind in ISO 7730 beschrieben. Die PMV- und PPD-Indizes knnen auf Grundlage der Messung der Lufttemperatur, der mittleren Strahlungstemperatur, der Feuchtigkeit und der Luftgeschwindigkeit sowie der Abschtzung des krpereig

47、enen Energieumsatzes und der Wrmeisolation der Bekleidung berechnet werden. Der PMV-Wert zeigt das Ma an thermischer Neutralitt von dem angenommen wird, dass es so von den Fahrern unter den Prfbedingungen wahrgenommen wird. Die in diesem Teil von ISO 14505 angegebenen lokalen thermischen Kriterien w

48、erden fr die Anwendung auf Fahrzeuge nicht empfohlen. 5.2.3 Detaillierte Bewertung mit Hilfe der quivalenttemperatur Empfehlungen fr eine detaillierte Bewertung sind in ISO 14505-2 angegeben. Die quivalenttemperatur bietet ein einheitliches physikalisches Ma fr die klimatischen Auswirkungen auf den

49、Wrmeaustausch des menschlichen Krpers. Entsprechend ihrer Definition ist die quivalenttemperatur auf den trockenen Wrmeaustausch beschrnkt. Mit Hilfe des aktuellen Wertes der quivalenttemperatur sowie deren Schwankungsbereich knnen Bedingungen fr die ausgeglichene Wrmebilanz im oder in der Nhe des thermoneutralen Bereichs