(高清版)GBT 40261.1-2023 热环境的人类工效学 交通工具内热环境评价 第1部分：热应激评估原理与方法和等效温度测定

(ISO/TS14505-1:2007,Ergonomicsofthermalenvironment—Evassessmentofthermalstress,MOD;IS国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会1 Ⅲ 12规范性引用文件 1 1 2 3 3 35.3高温应激 45.4低温应激 55.5代谢率和服装 5 5 57.1评估原理 5 67.3测量仪器 97.4评估 9附录A(资料性)本文件与ISO/TS14505-1:2007、ISO14505-2:2006相比的结构变化情况 附录B(资料性)热应激评估示例 B.1热应激评估 附录C(资料性)代谢率和服装特性的测量或估算 C.1代谢率测量或估算 C.2估算服装特性 附录D(资料性)标定与其他测定 D.1表面温度标定 D.2换热系数测定 D.3恢复时间测定 14 D.5表面特性 附录E(资料性)测量仪器示例 ⅡE.2分散的一体化加热传感器 附录F(资料性)测量仪器的特性与规格参数 F.2测定全身和节段等效温度的 F.3测定定向等效温度的仪器 F.4测定全向等效温度的仪器 附录G(资料性)等效温度解释 22 22G.2根据热感觉和热舒适感受解释等效温度 22 25Ⅲ本文件修改采用ISO/TS14505-1:2007《热环境的人类工效学交通工具内热环境评价第1部 交通工具内对流换热、辐射换热和传导换热及其相互作用是复杂风系统相结合，形成了交通工具内空间和时间上变化的局部气候。交通工具气候条件对座舱内的影响。受试者对几种热刺激的共同作用形成一种综合反和准确的信息以预测对人的热影响。由于多种气候因素对最终的人体散热产生影响，为了确定这些因方法和行为方法。主观方法使用主观量表量化人们对环境的反应。客观方法是指通过使用仪器或输出每一种方法都是根据基本原理开发的，热环境评价最合适的方法形式和方法组GB/T40261《热环境的人类工效学交通工具内热环境评价》旨在为评价交通工具内热环境提供——第2部分：用受试者评价热舒适性。目的在于描述使用受试评价交通工具环境热舒适性的——第3部分：利用数字假人测定等效温度。目的在于提供使用数值计算评估交通工具内热舒适1t2热中性域thermoneutralzone4评估原则交通工具内热环境随外部气候条件以及座舱内HVAC系统的质量和能力而变化。大多数交通工具都能够在不利的外部气候条件下为座舱提供供暖或制冷需要，以降低外部极端气候应激水平。但a)高温应激(高温环境);3c)低温应激(低温环境)。或主观评估(应激或不舒适)第5章热冷舒适本章提供了行驶条件下交通工具内各种热应激应用的建议方法信息。热应激评估示例见附录两种评估方法分别见第7章和GB/T18049。45在太阳辐射区域以及强对流区域，蒸发换热量将提高。这种效应很难测定。考虑当在寒冷气候条件下供热系统失效或供暖能力不足时，将有逐步严重的全身受凉或身体局部ISO11079给出了有关低温应激的评估建议。低温应激可通过分析热平衡状况进行评估。通过比诸如窗户或冰冷座椅等冷表面会产生显著的局部降温。ISO13732-3中给出了有关接触冷表面的交通工具在规定条件下的气候状况可通过受试者进行评价。这种评估原理是基于等效温度的测量。等效温度提供了人体与热环境间显热的统一物理测量方式。根据等效温度的实际值及其变化，可以预测热中性区内或接近该区域处人体的热平主要影响因素为全身和局部皮肤表面热流大小及变化情况，已经发现环境的等效温度与人体接触该环境时所感受到的热状况密切相关。这一发现可用于解释等效温度对环境品质的评估。热环境也可通过具体身体表面部位的局部效应来进行评估，局部等效温度可测定实际身体部位热的换热量最佳表示。有关人体局部干热交换与局部等效温度间关系的经验比较有限，等效温度标准定6R=h,(tk-t)t,k——皮肤温度，单位为摄氏度(℃);t.——平均辐射温度，单位为摄氏度(℃)。C=h。(tk一ta)tk——皮肤温度，单位为摄氏度(℃);t.—环境气温，单位为摄氏Q——实际条件下测得的对流和辐射热损失见公式(4),单位为瓦每平方米(W/m²)。h组合换热系数，利用在标准环境中标定时确定，单位为瓦每平方米每摄氏度[W/7.2特定等效温度b)节段等效温度；全身等效温度测定原理为测量假人与环境间的总换热热流。假人尺寸与真成，每个分区的表面温度都与实际人体相近。全身等效温度理论上可以通过暖体假人或贴有多个扁平7GB/T40261.1—2023式中：tsk,wholk——假人加权平均表面温度，计算见公式(6),单位为摄氏度(℃Qwhole——假人加权平均加热热流，计算见公示(7),单位为瓦每平方米(W/m²);n——假人分区序号(0<n≤N),N为假人分区总数；tk,n——假人分区n的表面温度，单位为摄氏度(℃);healwhole——组合换热系数，利用在标准环境中标定时确定，见附录D,单位为瓦每平方米每摄氏度为了能够与其他假人测得的数据作比较，在提供所测得的等效温度值时，需指明假人的规格参数，例如加热控制方法、表面温度、分区数目等，暖体假人示例和规格参数见附录E和附录F。7.2.3节段等效温度测定原理节段等效温度测定原理为测量某一节段与环境间的总换热热流。该节段由一个或多个分区组成，每个分区的表面温度都与实际人体相近。节段等效温度测量依据是身体特定部位的散热热流，如手部、头部或胸部等节段。节段等效温度仅可通过全尺寸的人形支架上的加热传感器，即暖体假人，进行测量。假人分区及分区方式应与节段实际换热情况一致，如大腿这些节段至少应分成两个分区，因为大腿前部与后侧(接触座椅)换热状态不一致。tg,sgmen计算见公式(8)。tk,segment——假人节段加权平均表面温度，计算见公式(9),单位为摄氏度(℃); (9) (10)8n——假人分区序号(0<n≤N),N为节段分区总数目。定向等效温度测定原理为测量已测表面温度的小块扁平表面的总热流。定向等效温度可描述为测度仅可通过扁平传感器测量，该传感器可以贴在也可以不贴在未加热的人体模型或其他定位装置上。hal,ire—组合换热系数，利用在标准环境中标定时确定，见附录D,单位为瓦每平方米每摄氏度见附录E和附录F。全身等效温度和总等效温度是不一样的，对于非对称热环境、接触座椅这些情9全向等效温度测定原理是测量已测表面温度的椭球体表面的总热流。全向向上的换热情况，只能用表面热流分布均匀的椭球传感器测量。测量时，可同时使用一个或多个传感t,oni—传感器的表面温度，单位为摄氏度(℃);单个椭球传感器在非对称热环境中测定的全向等效温度为局部等效温度体不同位置传感器测量值的平均值计算见公式(16),不同身体部位加权系数参考SAEJ2234取值。n——测量的身体部位的数量，。和附录F。7.3测量仪器附录E和附录F给出了表示不同测量原理的几个测量仪器示例和规格参数。根据需要，宜选择附——相关性；——成本具体仪器的要求和性能见附录F。具体标定见附录D。7.4评估(资料性)照情况见表A.1。表A.1本文件与ISO/TS14505-1:2007、ISO14505-2:2006的结构编号对照情况ISO/TS14505-1:2007结构编号1112223一 —一4455667 45一67附录A附录B附录B附录A附录A附录F附录D(资料性)B.1热应激评估B.1.1概述本附录中给出的评估示例均指正常交通状况下驾驶卡车的情况。所有评估都在实际驾驶状况下B.1.2.2整体评估B.1.2.3具体评估按照第7章进行等效温度测定。交通工具内的高温应激按照ISO7243进行评估，只做全身评估。具在实际气候条件下驾驶车辆的过程中进行测量。这些结果给出了有关高温应激水交通工具内的低温应激评估方法与B.1.3类似，只做全身评估。具体评估按照ISO11079进行。在实际气候条件下驾驶车辆的过程中进行测量。这些结果给出了有关低温应激水候条件通常是一个夏季和一个冬季的气候状况。按照第7章进行测定。为了使试验具有关联性、可复活动类别所有传感器需要在整个使用量程内标定。对采用舒适方程及恒热流控制模式的暖体假人，在整个测量量程内标定。标定过程中，通过面积加权和温度补偿处理得到传感器或暖体假人的表面温度测量值的平均值，同时使用精度更好的基准仪器在标定环境下连续测量表面温度，二者差别(△tmps)宜小于士0.3℃。在环境均匀的箱体或气候室内测量标定换热系数(hal:t.=t,=24℃±0.2℃,v₂=0.05m/s,传感器布置位置需与交通工具内热环境评价时实际情况保持一的座椅上以避免座椅的附加热阻。每个分区表面上的温差(△tra)不宜超过3℃。稳态等效温度平均值士0.5℃范围内所需的时间。精确度指仪器测定的等效温度与已知均匀环境中的等效温重复性指当同一个人采用同样的方法多次测量同一特性值时，测量结果之间的变化情况。方法具有可重复性指温度的最大变化范围为平均等效温度士0.5℃。再现性指不同人采用同样的方法多次测量同一特性值时，测量结果之间的变化情况。每过一段时大变化范围为平均等效温度士1.0℃。鉴于测量表面的太阳辐射，表面的吸收率和发射率应与实际情况下的人体相似。测量传感器的表(资料性)测量仪器示例E.1暖体假人暖体假人大小和形状与实际人体相仿，由多个独立控制的加热分区组成，适用于测量全身和局部等效温度。暖体假人各分区温度独立控制和测量。低压电源按一定的速率脉冲暖体假人分区，以可维持选定的恒定或可变表面温度，还有可能维持表面的恒定电流。稳定状态下暖体假人消耗的电能为假人在环境中的对流、辐射与传导散热量(干热损失)。测量和控制通过计算机系统实现。通常，每个分区的测量值是消耗的电能或散热量Q和表面温度t,直接测量Q和t,无需测定其他部件，热损失可转化为等效温度。暖体假人的分区和技术数据见图E.1和表E.1。图E.1暖体假人及其分区等表面温度；等表面热流；测定定向等效温度时，可以使用多种不同设计和形状的扁平加热传感器。其中一类传感器由具有置状态(大多数为恒热流85W/m²),测量定向等效温度。为使传感器加热热流全部散到热环境中，传感器前面安装8个逆流加热器，背部安装9个逆流加热器。传感器测量的表面温度根据铂金片电阻与温度间的线性校准曲线进行修正，然后计算得到等效温度。如图E.2所示，传感器可贴附于假人表用于测量定向等效温度。利用线性模型计算等效温度。如图E.2b)所示，在坐姿假人表面安装若干个射散热和对流散热之比与实际人体相应比值接近。通过调整传感器的垂直和水这种传感器不能测量人体与座椅接触的情况可以在一个单独的人形装置上安装若干个传感器模拟坐姿人体。通过这效温度值见图E.3。全身和节段等效温度的定义与处于两种不同状态的人有关。因此，两种情况下的姿势都需相同，即正常驾驶位置。此外，尺寸为“正常”,可能会有所不同尺寸：第50百分位；条件变化进行划分(如座椅接触处或遮挡处)。需要规定分区数量性。假人分区数目宜大于节段数目最小值：17个分区(见注1);目标值：42个分区(见注2);或，处(见注1或注2)节段数目不一定与分区数一致。一般根据人体生理部位进行划分，如足部、胸部等。如果假人有多个分区，成，则可以更加详细地研究热环境对人体各有些情况下可更多恒温模式：节段表面温度t,为恒定值，全身表面温度恒热流模式：节段加热热流Q恒定，全身加热热流可可不一致。该模式比恒温模式控制速度慢，但控制过程稳定。表面舒适方程模式：表面温度根据加热热流按舒适状态热平衡方程控制与恒温模式相比，该模式控制过程稳定，但速度慢，与其他模式相比，该模式表面温度更贴近实际值为34℃.假人可以着装，也可以裸体。假人裸体状态与着装状态测定的等效温度值不装后只有手和头部是裸露的，因此着装假人裸露部位的表面温度和热流更接近驾驶员实际情况。裸体假人测试结果重复性更好。服装的贴身性和隔热值都会发生变化。隔热值宜与实际情况相由于HVAC的目的是提供舒适性，因此，可使用普通的家居衣物。表F.1影响全身和节段等效温度因素的规格参数(续)因素恢复时间可接受的恢复时间视具体情况而定。恢复时间较短可能会对稳定性产生不利影响精度指在已知的均匀环境下测定等效温度的能力。取决于多种因可接受的精度：小于±1℃重复性是指同一操作人员使用相同的仪器在可接受的重复性：小于士0.5℃可接受的再现性：小于士1℃与分辨率不一定相同可接受的分辨率：小于0.1℃范围暖体假人的主要目的是评估在热舒适范围以内或接近该范围时的热环境。然而，交通工具座舱内的环境条件可能会超出舒适范测量范围：0℃<t<40℃12.右大腿；13.左小腿：14.右小腿15.左足；16.右足。28.左大腿内侧29.左大腿外侧；30.左大腿后部；31.右大腿内侧；32.右大腿外侧；33.右大腿后部；34.左小腿前部；35.左小腿后部；36.右小腿前部；37.右小腿后部；38.左脚背；39.左脚掌；41.右脚掌。最少(16个分区+全身):0.全身；2.头部；4.左臂；5.右臂；7.右手；8.胸部；10.臀部(+大腿后部);11.左大腿注2:为实现较好的测控结果，建议采用的分区数及划分方目标(>41个分区+全身):0.全身；1.左面部；2.右面部；6.肩前部；7.肩后部；8.左上臂内侧；9.左上臂外侧；10.左前臂前部；11.左前臂后部；12.左手背；13.左手掌；14.右上臂内侧；15.右上臂外侧；16.右前臂前部；17.右前臂后部；18.右手背；19.右手掌21.胸左侧；22.胸右侧；23.腹部；24.胯部；25.背上部；26.背下部；27.臀部；因素典型值/变化面尺寸有关，而辐射换热系数与之无关小于25cm²传感器可以贴装到不带加热功能的假人身上或假人尺寸：第50百分位；恒温模式：表面温度1为恒定值，各传感器表面温以不一致。该模式控制速度快，但不稳定。表面温度真实合理。温度可能会与实际情况存在差异。恢复时间可接受的恢复时间视具体情况而定。恢复时间较短可能会对稳定性产生不利影响精度指在已知的均匀环境下测定等效温度的能力。取决于多种因可接受的精度：小于±1℃可接受的重复性：小于±0.5℃可接受的再现性：小于士1℃不一定相同可接受的分辨率：小于0.1℃范围传感器的主要目的是评估在热舒适范围以内或接测量范围：0℃<t<40℃;因素测量全向等效温度的传感器一般为梯球形，也传感器时，各个方向的加权值是一致的。采用不同形式椭球传感器时，需要调整不同方向的加权系数以模仿站姿或坐姿。等效温度受传感器形状和角度影响。一般情斜30°用于测定全向等效温度的仪器加热表面一般为椭球形，最小短径约可根据情况选择所需传感器的数目。评估全器越多，分辨率越好。需要特别说明，使用的传之间的影响会增加。为对比各个传感器的测量结果，这些传感器与驾驶员的相对位置需至少要在头部、躯干、前臂和小腿处共放置6个传感器。恒温模式：表面温度tn为恒定值，各传感器表面温度恒热流模式：加热热流Q恒定，各传感器加热热流可可不一致。该模式比恒温模式控制速度慢，舒适方程模式：表面温度根据加热热流按舒制。与恒温模式相比，该模式控制过程稳定，恢复时间恢复时间取决于多个因素：控制模式、传感器热容可接受的恢复时间视具体情况而定。恢复时间较短可能会对稳定性产生不利影响精度指在已知的均匀环境下测定等效温度的能力。取决于多种因可接受的精度：小于±1℃重复性是指同一操作人员使用相同的仪器在可接受的重复性：小于±0.5℃可接受的再现性：小于±1℃不一定相同可接受的分辨率：小于0.1℃范围传感器的主要目的是评估在热舒适范围以内或接环境。然而，交通工具座舱内的环境条件可围，这种条件仍需进行两种范围的测量；测量温度范围：人体热感觉与测试结果相关；测量范围：0℃<t<40℃ ℃图G.1根据驾驶员或乘客在夏季条件下预期主观感受提出的等效温度测量值评价方案[3]GB/T40261.2热环境的人类工效学交通工具内热环境评估第2部分：用受试者评价[5]ISO7243Ergonomicsofthethermalenvironme[6]ISO7933Ergonomicsoftationofheatstressusingcalculationofthepredictedheatstrain[7]ISO9920Ergonomicsofthethermalenvi[8]ISO11079Ergonomicsofthethcoldstresswhenusingrequiredclothinginsulation(IREQ)andlocal[9]ISO13732-3Ergonomicsofthethermalenvironment—Methodsforthehumanresponsestocontactwithsu[11]BOHM,M.,NORÉN,O.,NILSSON,H.,andHOLMER,I.Quantificationofeffectsinacabinsimulator.SwedishInstituteofAgricOccupationalHealth,Swe[12]BOHM,M.,NORÉN,0.,NILSSON,H.,andHOLMER,I.Useofthermalmanikentoimprovethecabclimate.InternationalConferenceonAgriculturalEngineering,MiReportNo.94-D-041,1994[13]BOHM,M.,NORÉN,0.,HOLMÉR,I.,andNILSSON,H.Comparisonofmethodstoprocess,Florence,Italy,1999,p.99A4084CDROM[14]HOLMER,I.Climatestressinvehicles-Acriteriadocument.JournaloftheHum[15]HOLMER,I,NILSSON,H.,BOHM,M.,andNORE