ISO 14505-4:2021 熱環境の人間工学—車両の熱環境の評価—パート4:数値マネキンによる相当温度の決定 | ページ 2

※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。

序文

ISO (国際標準化機構) は、各国の標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合です。国際規格の作成作業は、通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。 ISOと連携して、政府および非政府の国際機関もこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するすべての問題について、国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。

この文書の開発に使用された手順と、今後の維持のために意図された手順は、ISO/IEC 指令で説明されています。 1. 特に、さまざまなタイプの ISO 文書に必要なさまざまな承認基準に注意する必要があります。この文書は、ISO/IEC 指令の編集規則に従って作成されました。 2 ( www.iso.org/directives を参照)

このドキュメントの要素の一部が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO は、そのような特許権の一部または全部を特定する責任を負わないものとします。ドキュメントの開発中に特定された特許権の詳細は、序文および/または受信した特許宣言の ISO リストに記載されます ( www.iso.org/patents を参照)

このドキュメントで使用されている商号は、ユーザーの便宜のために提供された情報であり、保証を構成するものではありません。

規格の自発的な性質の説明、適合性評価に関連する ISO 固有の用語と表現の意味、および技術的貿易障壁 (TBT) における世界貿易機関 (WTO) の原則への ISO の準拠に関する情報については、以下を参照してください。 www.iso.org/iso/foreword.html .

この文書は、技術委員会 ISO/TC 159, 人間工学、小委員会 SC 5, 物理環境の人間工学によって作成されました。

ISO 14505 シリーズのすべての部品のリストは、ISO Web サイトで見つけることができます。

序章

車両コンパートメントまたは同様の限られた空間における対流、放射、および伝導による熱交換の相互作用は非常に複雑です。車室内の空調システムと組み合わされた外部熱負荷は、不均一な熱環境を作り出します。これは、熱による不快感の主な原因となることがよくあります。空調システムが不十分または存在しない車両では、周囲の気候条件と車両構造との相互作用によって、不均一な熱環境が生じることもあります。主観的な評価は人体の総合的な感覚を反映していますが、これらは研究段階で大きなコストがかかることがよくあります。物理的な測定は、詳細で正確なローカル情報を提供します。ただし、人間への熱の影響を予測するには、これらの結果を何らかの方法で統合する必要があります。さらに、特定の気候要因が人体の全体的な熱交換において支配的な役割を果たす場合があるため、これらの要因の相対的な重要性を説明する評価方法が必要です。

このドキュメントは、ISO 14505 シリーズの一部です。上記の要件を満たすために、このドキュメントでは、数値シミュレーションを利用して車両の全体的な熱環境を評価する計算方法を提供します。サーマルマネキンを使用して測定した等価温度は、ISO 14505-2 で定義されています。このドキュメントは、ISO 14505 シリーズの定義を拡張して、このドキュメントが ISO 14505-2 で定義された同等の温度と組み合わせて使用​​される場合の数値評価を含めます。

ISO 14505-2 で説明されているように、同等の温度は、車両のキャビンやその他の不均一な環境のさまざまな閉鎖空間の評価に利用できます。 ISO 14505-2 の場合と同様に、この文書は車内やその他の閉鎖空間にも適用できます。

このドキュメントでは、ISO 14505 シリーズが次のようなさまざまな状況に適用されることを想定しています。

  • 準備されていない実験施設の場合。
  • 不完全なプロトタイプの場合。
  • 制御された実験設定でシミュレートするのが難しい条件の場合。
  • 居住者が未知の環境または仮想環境に推定される場合。

1 スコープ

このドキュメントは、等価温度の定義を予測目的に拡張するためのガイドラインを提供し、数値計算を使用して車両の熱的快適性を評価するための標準的な予測方法を指定します。具体的には、このドキュメントでは、等価温度を計算する目的で、サーマル マネキンの実行可能な代替手段としてシミュレートされた数値マネキンについて説明します。

2 参考文献

以下のドキュメントは、その内容の一部またはすべてがこのドキュメントの要件を構成するように、テキスト内で参照されています。日付のある参考文献については、引用された版のみが適用されます。日付のない参照については、参照文書の最新版 (修正を含む) が適用されます。

  • ISO 13731, 熱環境の人間工学 - 語彙と記号
  • ISO 14505-2, 熱環境のエルゴノミクス — 車両内の熱環境の評価 — 2: 等価温度の決定

3 用語と定義

このドキュメントの目的のために、ISO 13731 および ISO 14505-2 に記載されている用語と定義、および以下が適用されます。

ISO と IEC は、次のアドレスで標準化に使用する用語データベースを維持しています。

3.1

数値マネキン

サーマル マネキンを再現するバーチャル サーマル マネキン、またはパフォーマンスの計算に使用されるサーマル マネキンのデジタル モデル

3.2

物理マネキン

実際の環境を測定するための実際のサーマル マネキン

3.3

計算流体力学

CFD

Navier-Stokes/Lattic-Boltzmann 方程式に基づく離散方程式と、対流、放射、および伝導を考慮した熱伝達方程式を使用した、流体および熱場に関連する特定の境界条件および特定のパラメーターに基づく一連の計算のシミュレーション。乱流の影響を説明する

参考文献

[1]ISO 8996, 熱環境の人間工学 — 代謝率の決定
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[17]ファンガー PO, (1970 年) 熱の快適さ。コペンハーゲン: Danish Technical Press (McGraw-Hill, ニューヨーク、1973 年に再発行)
[18]ASHRAE, (2017) ABSI/ASHRAE 規格 55-2017, 人が占有するための熱環境条件: American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers Inc.

Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described in the ISO/IEC Directives, 1. In particular, the different approval criteria needed for the different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the ISO/IEC Directives, 2 (see www.iso.org/directives ).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents ).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www.iso.org/iso/foreword.html .

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 159, Ergonomics, Subcommittee SC 5, Ergonomics of the physical environment.

A list of all parts in the ISO 14505 series can be found on the ISO website.

Introduction

The interaction of convective, radiant and conductive heat exchange in a vehicle compartment or similar confined space is highly complex. External thermal loads in combination with the air conditioning system in a vehicle compartment create non-uniform thermal environments, which are often the main cause of complaints of thermal discomfort. In vehicles with poor or non-existent air conditioning systems, non-uniform thermal environments can also be created by the interaction between the ambient climatic conditions and vehicle structures. While a subjective evaluation reflects the total sensations of a human body, these often incur great costs while the study phase is being conducted. Physical measurements provide detailed and accurate local information; however, these results must be integrated in some way to predict the thermal effects on humans. Furthermore, since specific climatic factors sometimes play a dominant role in the overall heat exchange of a human body, an evaluation method that accounts for the relative importance of these factors is required.

This document is part of the ISO 14505 series. To meet the above-stated requirements, this document provides calculation methods that utilize numerical simulations to assess the total thermal environment of vehicles. The equivalent temperature, obtained from measurements taken using a thermal manikin, is defined in ISO 14505-2. This document extends the definition of the ISO 14505 series to include numerical evaluation when this document is used in conjunction with the equivalent temperature defined in ISO 14505-2.

As described in ISO 14505-2, an equivalent temperature can be utilized in the assessment of vehicle cabins and other various enclosed spaces with non-uniform environments. As is the case for ISO 14505-2, this document can also be applied to vehicle cabins and other enclosed spaces.

This document supposes that the ISO 14505 series will be applied to various situations, such as:

  • the case of experimental facilities that are not prepared;
  • the case of prototypes that are incomplete;
  • the case of conditions that are difficult to simulate in controlled experimental settings;
  • the case that occupants are extrapolated to unknown or virtual environments.

1 Scope

This document provides guidelines for extending the definition of equivalent temperature to predictive purposes and specifies a standard prediction method for the assessment of thermal comfort in vehicles using numerical calculations. Specifically, this document sets forth a simulated numerical manikin as a viable alternative to the thermal manikin for the purpose of calculating the equivalent temperature.

2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

  • ISO 13731, Ergonomics of the thermal environment — Vocabulary and symbols
  • ISO 14505-2, Ergonomics of the thermal environment — Evaluation of thermal environments in vehicles — 2: Determination of equivalent temperature

3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 13731 and ISO 14505-2 and the following apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

3.1

numerical manikin

virtual thermal manikin recreating a thermal manikin, or a digital model of a thermal manikin used to calculate performance

3.2

physical manikin

real thermal manikin to measure real environment

3.3

computational fluid dynamics

CFD

simulation of a series of calculations based on specific boundary conditions and specific parameters associated with fluid and thermal fields using discrete equations based on the Navier-Stokes/Lattice-Boltzmann equations as well as heat transfer equations that consider convection, radiation and conduction, and generally account for the effects of turbulent flow

Bibliography

[1]ISO 8996, Ergonomics of the thermal environment — Determination of metabolic rate
[2]ISO/TS 14505-1, Ergonomics of the thermal environment — Evaluation of thermal environments in vehicles — 1: Principles and methods for assessment of thermal stress
[3]Tanabe S., Arens E., Bauman F., Zhang H., Madsen T., (1994) Evaluating thermal environments by using a thermal manikin with controlled skin surface temperature. ASHRAE Transactions. 100(1): 39–48
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[6]Oi H., Ozeki Y., Suzuki S., Ichikawa Y., Matsumoto A., Takeo F., (2019) Evaluation of equivalent temperature in a vehicle cabin with a numerical thermal manikin (Part 1): Measurement of equivalent temperature in a vehicle cabin and development of a numerical thermal manikin. SAE technical paper: 2019-01-0697. doi:10.4271/2019-01-0697
[7]Ozeki Y., Oi H., Ichikawa Y., Matsumoto A., Suzuki S., (2019) Evaluation of equivalent temperature in a vehicle cabin with a numerical thermal manikin (Part 2): Evaluation of thermal environment and equivalent temperature in a vehicle cabin. SAE technical paper: 2019-01-0698. doi:10.4271/2019-01-0698
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[17]Fanger P.O., (1970) Thermal comfort. Copenhagen: Danish Technical Press (Republished by McGraw-Hill, New York, 1973)
[18]ASHRAE, (2017) ABSI/ASHRAE standard 55-2017, Thermal environmental conditions for human occupancy: American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers Inc.