ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО
ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

национальный
стандарт
россиЙскоЙ
ФЕДЕРАЦИИ

гост р
53962.1-
2010/ISO/TS
14505-1:2007

Эргономика термальной среды

ОЦЕНКА ТЕРМАЛЬНОЙ СРЕДЫ
В ТРАНСПОРТНОМ СРЕДСТВЕ

Часть 1

Принципы и методы оценки термального стресса

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

(IDT)

Москва

Стандартинформ

2011

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Автономной некоммерческой организацией «Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем» (АНО «НИЦ КД») на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 201 «Эргономика»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 ноября 2010 г. № 530-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному документу ISO/TS 14505-1:2007 «Эргономика термальной среды. Оценка термальной среды в транспортном средстве. Часть 1. Принципы и методы оценки термального стресса» (ISO/TS14505-1:2007 «Ergonomics of the thermal environment - Evaluation of thermal environments in vehicles - Part 1: Principles and methods for assessment of thermal stress»).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

Содержание

1 Область применения. 3

2 Нормативные ссылки. 3

3 Термины и определения. 3

4 Принципы оценки. 4

5 Методы измерений микроклимата внутри транспортного средства. 5

6 Оценка с привлечением испытателей. 7

Приложение А (справочное) Значения или оценка обмена веществ и параметров одежды.. 7

Приложение В (справочное) Примеры оценки термального стресса. 8

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов ссылочным национальным стандартам Российской Федерации (и действующим в этом качестве межгосударственным стандартам) 9

Библиография. 9

Введение

Взаимодействие конвективного, излучающего и проводящего теплообмена в салоне транспортного средства очень сложное. Внешние термальные нагрузки в сочетании с внутренней системой обогрева и вентиляции транспортного средства создают микроклимат, который может значительно изменяться во времени и пространстве. Возникают условия температурной асимметрии, и часто именно они являются главной причиной жалоб на температурный дискомфорт. Микроклимат в транспортных средствах, которые вообще не имеют или имеют слабую систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC - система¹⁾, термальный стресс в значительной степени определяется воздействием окружающих климатических условий. Субъективная оценка является интегральной, так как человек принимает объединенное воздействие нескольких термальных раздражителей. Однако она недостаточно детальна и точна для многократного применения. Технические измерения предоставляют детальную и точную информацию, но требуют объединения для прогнозирования термального воздействия на людей. Так как на окончательный теплообмен человека влияют несколько климатических факторов, требуется комплексное измерение этих факторов, представляющее их относительное значение.

Международный стандарт, на основе которого подготовлен настоящий стандарт, разработан техническим комитетом ИСО/ТС 159 «Эргономика».

¹⁾ HVAC-система - heating, ventilating and air-conditioning system.

ГОСТ Р 53962.1-2010/ISO/TS 14505-1:2007

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Эргономика термальной среды

ОЦЕНКА ТЕРМАЛЬНОЙ СРЕДЫ В ТРАНСПОРТНОМ СРЕДСТВЕ

Часть 1

Принципы и методы оценки термального стресса

Ergonomics of the thermal environment. Evaluation of thermal environments in vehicles.
Part 1. Principles and methods for assessment of thermal stress

Дата введения - 2011-12-01

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает рекомендации по оценке термального стресса внутри транспортного средства, используемого при эксплуатации на суше, море и в воздухе. Стандарт предоставляет информацию по оценке жаркой, холодной, а также умеренной термальной среды, с использованием методов, установленных в стандартах. Стандарт также определяет ограничения и настройки, необходимые для частных случаев оценки микроклимата в транспортном средстве.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующий стандарт:

ИСО 13731 Эргономика термальной среды. Словарь и символы (ISO 13731, Ergonomics of the thermal environment - Vocabulary and symbols)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ИСО 13731, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 холодовой стресс (cold stress): Стресс, вызванный воздействием на человека климатических условий, при которых теплоотдача тела больше или равна уровню теплового баланса, поддерживаемого за счет значительной физиологической нагрузки, которая не всегда может быть компенсирована.

3.2 эквивалентная температура (equivalent temperature): Температура однородного пространства со средней температурой излучения, равной температуре воздуха при нулевой скорости воздушного потока, в котором человек теряет такое же количество тепла за счет конвекции и излучения, как в условиях реальной окружающей среды.

3.3 тепловой стресс (heat stress): Стресс, вызванный воздействием на человека климатических условий, в которых теплоотдача тела меньше или равна уровню теплового баланса, поддерживаемого за счет значительной физиологической нагрузки, которая не всегда может быть компенсирована.

3.4 локальная эквивалентная температура (local equivalent temperature): Температура камеры с однородным пространством и средней температурой излучения, равной температуре воздуха при нулевой скорости воздушного потока, в которой определенный участок поверхности тела человека теряет такое же количество тепла за счет конвекции и излучения, как в реальных условиях.

3.5 температурная асимметрия (thermal asymmetry): Состояние, в котором противоположные части тела человека подвергаются воздействию различных температурных условий.

3.6 термонейтральная зона (thermoneutral zone): Диапазон температур окружающей среды, при которых тело поддерживает тепловой баланс исключительно за счет вазомоторных реакций¹⁾.

¹⁾ Вазомоторные реакции - реакции кровеносных сосудов, проявляющиеся их сужением или расширением.

3.7 транспортное средство (vehicle): Ограниченное, обычно полностью закрытое пространство мобильного или стационарного устройства или агрегата, предназначенного для перевозки или работы людей.

3.8 HVAC-система (HVAC-system): Система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха внутри транспортного средства или кабины.

4 Принципы оценки

Термальная среда в транспортном средстве изменяется как функция внешних климатических условий, качества и производительности HVAC-системы. Большинство транспортных средств способны производить обогрев или охлаждение кабины при неблагоприятных внешних климатических условиях, тем самым снижая экстремальные уровни климатического стресса. Однако в простых транспортных средствах или во время поломки HVAC-системы оператор может подвергаться высоким уровням термального стресса.

Оценка термальных условий в транспортных средствах основана на трех типах воздействия на оператора (см. рисунок 1):

а) тепловой стресс (жаркий микроклимат);

б) температурный дискомфорт (умеренный микроклимат);

с) холодовой стресс (холодный микроклимат).

Для всех трех типов проведен анализ реальных условий с использованием методов, описанных в существующих стандартах или аналогичных нормативных документах (см. рисунок 1). Приведенные методы предназначены для оценки стресса у человека, подвергающегося воздействию различных климатических условий (стресс-тест).

Рисунок 1 - Схема оценки микроклимата с использованием стандартов

Методы не предоставляют информации по производительности HVAC-системы транспортного средства, так как внешние условия не стандартизованы, но влияют на оценку системы. Эксплуатационные испытания требуют стандартных условий окружающей среды и направлены на оценку производительности HVAC-системы в стандартных условиях (см. пример в приложении В

). Более детальные рекомендации приведены в ИСО 14505-2.

Субъективную оценку термальных условий используют и при оценке термального стресса, и при эксплуатационных испытаниях (см. рисунок 1, нижний блок). Для людей с особыми требованиями оценка может быть получена в соответствии с ISO/TS 14415.

5 Методы измерений микроклимата внутри транспортного средства

5.1 Общая информация

В данном разделе приведена информация о методах оценки различных типов термального стресса при управлении транспортным средством. Дополнительная информация приведена в приложении А и примерах приложения В.

5.2 Температурный комфорт

5.2.1 Общая информация

Достижение комфортных температурных условий в кабине транспортного средства является целью HVAC-системы. Большинство систем способны создавать более или менее комфортный микроклимат после начального периода стабилизации. Тепловой баланс всего тела как серьезный локальный дискомфорт может возникать из-за локальных особенностей микроклимата.

Принцип оценки термальной среды основан на измерении и анализе условий теплового баланса в термонейтральном диапазоне и температурной чувствительности человека.

Для оценки могут быть применены методы по ИСО 7730 и ИСО 14505-2.

5.2.2 Оценка термальной среды для всего тела с использованием показателей PMV и PPD

^{1) PMV- predicted
mean vote (прогнозируемая средняя оценка).}

^{2) PPD - predicted
percentage dissatisfied (прогнозируемый процент недовольных).}

Локальный температурный критерий в настоящем стандарте не рекомендуется для использования с транспортными средствами.

5.2.3 Детальная оценка с использованием эквивалентной температуры

Температурные условия оценивают с точки зрения эквивалентной температуры всего тела, которая соответствует границам термонейтральной зоны.

Температурные условия также оценивают при анализе локальных воздействий на определенные участки поверхности тела человека. Локальные эквивалентные температуры определяют размер потери тепла (локального дискомфорта) определенными участками поверхности тела человека в диапазоне приемлемых уровней температур.

Так как множество проблем и жалоб по климатическим условиям в транспортном средстве связаны с температурной асимметрией, локальная эквивалентная температура особенно удобна для оценки температурных условий.

Эквивалентная температура может быть определена различными методами с применением:

а) дискретного размещения тепловых датчиков;

б) температурных манекенов человека в натуральную величину.

5.3 Тепловой стресс

5.3.1 Общая информация

Отсутствие поддержания температурного комфорта в транспортном средстве в жарких климатических условиях может вызвать у оператора тепловой стресс. Следствием теплового стресса является физиологическое напряжение, которое со временем становится невыносимым. Невыносимый тепловой стресс может привести к термической травме.

В обоих случаях основной является оценка воздействий на все тело человека и оценка теплового баланса всего тела. Однако из-за наличия существенно асимметричных температурных условий особое внимание следует уделить обеспечению измерений общих условий микроклимата в транспортном средстве.

При использовании в расчетах показателя WBGT¹⁾ (температуры влажного шарика психрометра) скорость обмена веществ должна быть выбрана в соответствии с приложением А.

^{1) WBGT - wet bulb globe temperature.}

5.3.2 Солнечное излучение

Солнечное излучение является одним из самых существенных источников тепловой нагрузки на салон транспортного средства. Конечное воздействие зависит от таких факторов, например как площадь застекленной поверхности, изоляционный материал стенок салона, размер салона и цвет поверхности транспортного средства. Наиболее существенным фактором являются прямые солнечные лучи, которые попадают на водителя через стекло, так как одежда и кожа под ней поглощают большое количество тепла. Облучаемая область может быть маленькой, когда солнце находится в зените, или очень большой в современных транспортных средствах с большими лобовыми стеклами, когда солнце находится ниже.

Воздействие солнечных лучей может быть приблизительно вычислено на основе измерения температуры защищенного и незащищенного шарика (WBGT) или с помощью измерений потока излучения. Результат измерений следует рассчитывать в виде процентного отношения облучаемой области к общей поверхности тела. В большинстве случаев облучаемая область должна быть меньше 20 %.

В транспортных средствах часто имеется высокая скорость воздушных потоков, которая может изменяться по поверхности тела. Во время управления транспортным средством воздушные потоки вызывают открытые окна или HVAC-системы. Результатом является локальное охлаждение участков тела человека, находящихся под воздействием воздушного потока. Измерения скорости воздушных потоков выполняют в местах, подвергающихся воздействию потока, и рассчитывают процентное отношение площади этого участка тела к общей поверхности тела. В большинстве случаев это значение меньше 20 %, так как большие участки поверхности тела защищены сиденьем.

5.3.3 Испарительный теплообмен

Давление водяного пара, как правило, одинаково во всем салоне транспортного средства. Следовательно, для оценки достаточно одного измерения. Тем не менее, испарительный теплообмен в облучаемых областях и областях с высокой конвекцией может быть более сильным. Этот эффект сложно определить. Можно не обращать внимания на этот эффект, так как он уменьшает тепловой стресс.

5.4 Холодовой стресс

Если система отопления выходит из строя или имеет недостаточную мощность в холодных климатических условиях, то может повыситься риск охлаждения как всего тела, так и локального охлаждения частей тела. Вначале возникает дискомфорт, но со временем может возникнуть более отчетливое физиологическое напряжение и, в конечном счете, холодовая травма²⁾.

^{2) Холодовая травма - вид травмы, при которой повреждающим агентом является низкая температура окружающей среды. Проявляется преимущественно обморожением, ознобом. Особая форма тяжелой холодовой травмы - переохлаждение, при котором в результате многочасового пребывания пострадавшего на холоде развивается опасное для жизни состояние с преобладанием не местных изменений, свойственных обморожению, а общей
болезненной реакции организма, требующей применения мер реанимации.}

^{1) IREQ - required clothing insulation (требуемая изоляция одежды).}

Существенное локальное охлаждение может быть следствием контакта с холодными поверхностями, такими как окна или холодное сиденье. Рекомендации по оценке контакта с холодными поверхностями приведены в ИСО 13732-3.

5.5 Скорость обмена веществ и одежда

Если климатические условия в транспортном средстве оценивают с использованием ИСО 7243, ИСО 7730, ИСО 7933 или ИСО 11079, должны быть выбраны подходящие значения для скорости обмена веществ и параметров термоизоляции одежды (см. приложение А).

6 Оценка с привлечением испытателей

Микроклимат в транспортном средстве в конкретных случаях может быть оценен с привлечением испытателей. Этот метод позволяет получить среднюю оценку группы и оценку индивидуальной изменчивости в группе. Методы субъективной оценки термальной среды описаны в ИСО 14505-3.

Приложение А
(справочное)

Значения или оценка обмена веществ и параметров одежды

А.1 Значения или оценка обмена веществ

Выделение тепла водителем зависит от его физической активности (смотри таблицу А.1). В большинстве заданий по управлению транспортным средством физическая активность находится на низком уровне. Информация о скорости обмена веществ во время физической активности подробнее предоставлена в ИСО 8996.

Таблица А.1 - Значения скорости обмена веществ при метаболическом выделении тепла во время управления транспортным средством

Вид активности	Скорость обмена веществ, Вт/м²
Управление автомобилем на дорогах с ровным покрытием	70
Управление автомобилем на дорогах с неровным покрытием	80
Управление автомобилем на бездорожье	90