дарья михална / ГОСТ Р ИСО 7730-2009 Эргономика термальной среды. Аналитическое определение и интерпретация...(1)

ГОСТРИСО7730-2009

ГруппаЭ65

НАЦИОНАЛЬНЫЙСТАНДАРТРОССИЙСКОЙФЕДЕРАЦИИ

Эргономикатермальнойсреды

АНАЛИТИЧЕСКОЕОПРЕДЕЛЕНИИНТЕРПРЕТАЦИЯКОМФОРТНОСТИТЕПЛОВОГОРЕЖИМАС ИСПОЛЬЗОВАНИЕМРАСЧЕТАПОКАЗАТЕЛЕЙPMVИ PPDИКРИТЕРИЕВЛОКАЛЬНОГОТЕПЛОВОГО

КОМФОРТА

Ergonomics of the thermal environment. Analytical determination and interpretation of thermal comfort using calculation of the PMV and PPD indices and local thermal comfort criteria

ОКС13.180

Датавведения2010-12-01

Предисловие

Целиипринципыстандартизациив РоссийскойФедерацииустановленыФедеральнымзакономот27декабря 2002г. N 184ФЗ- "Отехническомрегулировании", правилаприменениянациональныхстандартовРоссийской Федерации-ГОСТР 1.0-2004Стандартизация" вРоссийскойФедерации. Основныеположения"

Сведения остандарте

1ПОДГОТОВЛЕНАвтономнойнекоммерческойорганизацией"Научно-исследовательскийцентрконтроля идиагностикитехническихсистем" (АНО"НИЦКД")наосновесобственногоаутентичногопереводанарусский языкстандарта, указанноговпункте4

2ВНЕСЕНТехническимкомитетомпостандартизацииТК201 Эргономика" "

3УТВЕРЖДЕНИВВЕДЕНДЕЙСТВИЕПриказомФедеральногоагентствапотехническому регулированиюметрологииот7декабря2009г. N 573ст-

4НастоящийстандартидентиченмеждународномустандартуИСО7730:2005*Эргономика" термальной среды. Аналитическоеопределениинтерпретациякомфортноститепловогорежимасиспользованиемрасчета показателейPMVи PPDикритериевлокальноготепловогокомфорта" (ISO 7730:2005 "Ergonomics of the thermal

environment - Analytical determination and interpretation of thermal comfort using calculation of the PMV and PPD indices and local thermal comfort criteria").

________________

*Доступкмеждународнымизарубежнымдокументамможнополучитьперейдяпоссылке, здесьидалеепо тексту. -Примечанизготовителябазыданных.

Приприменениинастоящегостандартарекомендуетсяиспользоватьвместоссылочныхмеждународных стандартовсоответствующиеимнациональныестандарты, сведенияо которыхприведеныдополнительном приложенииДА

5ВВЕДЕНВПЕРВЫЕ

Информацияобизмененияхк настоящемустандартуп бликуетсяв ежегодноиздаваемом информационномуказателе"Национальныестандарты", текстизмененийпоправок-в ежемесячно издаваемыхинформационныхуказателях"Национальныестандарты".Вслучаепересмотра(замены) или отменынастоящегостандартасоответствующееуведомлениебудетопубликованоежемесячноиздаваемом информационномуказателе"Национальныестандарты".Соответствующаяинформация, уведомление текстыразмещаютсятакжев информационнойсистемеобщегопользования-наофициальномсайте национальногоорганаРоссийскойФедерациипостандартизациив сетиИнтернет

Введение

Настоящийстандартустанавливаетметодыоценкипоказателейумеренныхтермальныхсред. Стандарт относитсяксериистандартов, устанавливающихметодыизмеренийоценкипоказателейумеренныхи экстремальныхтермальныхсред, воздействиюкоторыхподвергаютсялюди.

Чувствительностьчеловекатепловымусловиямсвязанаосновномтепловымбалансомеготела. Наэтот балансвлияютфизическаяктивностьчеловека, одежда, атакжепараметрысреды: температуравоздуха, среднее тепловоеизлучение, скоростьдвижениявлажностьвоздуха. Еслипроведеныоценкаиизмерениеэтихфакторов, томожноспрогнозироватьчувствительностьтелавцеломктемпературеокружающейсредыпутемрасчета прогнозируемойсреднейоценки(*) см( . раздел4).

_______________

* - Predicted Mean Vote.

Показательпрогнозируемогопроцентанедовольных(*)позволяетполучитьинформациютепловом дискомфортеилинедовольстветемпературойсредойнаосновепрогнозапроценталюдей, которымслишкомтепло илихолодновконкретнойтермальнойсреде. Показательможетбытьполученаосновепоказателя(см. раздел5).

_______________

* - Predicted Percentage Dissatisfied.

Тепловойдискомфорттакжеможетбытьвызванлокальнымохлаждениемилинагревомтелачеловека. Наиболееобщимифакторамилокальногодискомфортаявляютсяасимметриятепловогоизлучения(холодныеили теплыеповерхности),сквозняк(которыйопределенкаклокальноеохлаждениет ла, вызванноедвижением воздуха),разницав температуревоздухаповертикали, такжехолодныеилитеплыеполы. Вразделе6приведены методыпрогнозированияпроцентанедовольных.

Недовольством жетбытьвызванодискомфортом, связаннымнагреваниемилиохлаждениемвсеготела. Границыкомфортав этомслучаеописываютсяпомощьюпоказателейи .Однаконедовольствотемпературой такжеможетбытьвызванофакторамилокальноготепловогодискомфорта. Вразделе7установленыкритерии приемлемостермальныхисредс точкизрениякомфорта. Вразделах6и 7рассмотреныстабильныеусловия. Методыоценкинестатическихусловий, например, температурныхскачков, цикличностиемпературыи/или управляемогоизменениятемпературыпредставленыразделе8.Термальныесредыв зданияхилинарабочих местахмогутизменятьсявовремени, невсегдасуществуетвозможностьудерживатьусловияпределах рекомендуемыхтемпературныхграниц. Методолгосрочноценкийтепловогокомфортаприведенразделе9. Раздел10содержитрекомендациипоспособамучетаадаптациилюдейк различнымтемпературнымусловиямдля оценкипроектированиязданийсистем.

Международныйстандарт, применяемыйвнастоящемстандарте, разработантехническимкомитетомИСО/ ТК159 Эргономика" ".

1Областьприменения

Настоящийстандартустанавливаетметодыпрогнозированиячувствительносктиемпературеистепени дискомфорта(недовольстватемпературой) людей, подвергающихсявоздействиюумеренныхтермальныхсред. Стандартпомогаетпровестианалитическуюоценкуиинтерпретациютепловогокомфортанаосновепоказателей* и **,а такжекритериевлокальноготепловогокомфортаипомогаетоценитьприемлемостьусловийокружающей средыдляобеспечениятепловогокомфортачеловека. Настоящийстандартприменимкздоровымужчинам женщинам, подверженнымвоздействиюсредывконкретномпомещении, вкоторомжелательналичиеотеплового комфорта, такжеприпроектированииновыхилиоценкесуществующихсред. Настоящийстандартразработан специальнодлярабочихсред, однакоможетбытьприменимдлядругихвидовсред. Прирассмотрениилюдейс

особымитребованиями, напримеринвалидов, настоящийстандартможетбытьиспользованвместе ISO/TS 14415 подраздел4.2.Этнические, национальные/илигеографическиеразличиядолжныбытьучтеныприанализе помещений, необорудованныхкондиционерами.

_______________

*- Predicted Mean Voteпрогнозируемая( средняяоценкакачествавоздушнойсреды).

**- Predicted Percentage Dissatisfiedпрогнозируемый( процентнедовольныхтемпературойсреды).

2Нормативныессылки

Внастоящемстандартеиспользованормативныессылкинаследующиестандарты*:

_______________

*Таблицусоответствиянациональных(межгосударственных) стандартовмеждународнымсм. поссылке. - Примечанизготовителябазыданных.

ИСО13731Эргономикатермальнойсреды. Словарьиобозначения(ISO 13731, Ergonomics of the thermal environment - Vocabulary and symbols)

ISO/TS 13732Эргономика-2 термальнойсреды. Методыоценкиреакциичеловекаприконтактес поверхностями. Часть 2.Контактчеловекас поверхностямиприумереннойтемпературе(ISO/TS 13732-2,

Ergonomics of the thermal environment - Methods for the assessment of human responses to contact with surfaces - Part 2: Human contact with surfaces at moderate temperature)

ISO/TS 14415:2005Эргономикатермальнойсреды. Применениемеждународныхстандартовк людямс особымитребованиями(ISO/TS 14415:2005 Ergonomics of the thermal environment - Application of International Standards to people with special requirements)

3Терминыопределения

ВнастоящемстандартеиспользованытерминыпоИСО 13731,а такжеследующиет рминыс соответствующимиопределениями:

3.1температурныйцикл (temperature cycle):Изменениет мпературысзаданнойамплитудойчастотой.

3.2дрейфтемпературы (drift temperature):Пассивное, монотонное, равномерное, нецикличноеизменение температурывзамкнутомпространстве.

воображаемогозамкнутогопространст,вакоторомчеловектеряетакоежеколичествотеплаотконвекции излучения, какивреальнойсреде(снеравномернойтемпературой).

3.5скачкитемпературы (transient temperature):Быстроеизменениетемпературныхусловий, вызванное резкимизменениемтемпературы, влажностииливидадеятельностичеловекаи/илиегоодежды.

3.6сквозняк (draught):Локальнохлаждениет ла, вызванноедвижениемвоздуха.

4Определениепрогнозируемойсреднейоценки

4.1 Определение

Прогнозируемаясредняяоценка() -показатель, с помощьюкоторогопрогнозируютсреднеезначение чувствительносктиемпературебольшойгруппылюдейнаосновебалансатемпературытелачеловекапо 7- балльнойшкале(см. таблицу1).Баланстемпературыдостигается, когдавырабатываемоетеломчеловекатепло равнопотеретеломтеплавокружающейсреде. Вумереннойсредесистематерморегуляциичеловекаспособна автоматическорректироватьтемпературукожиипотоотделениедляподдержкибалансатемпературытела.

Таблица1 -Семибалльнаяшкалачувствительносктиемпературе

Значенияпоказателярассчитываютпоформулам(1)-(4)

(1)

(2)

(3)

(4)

где-скоростьобменавеществ, Вт/м;

-эффективнаямеханическаяэнергия, Вт/м;

-коэффициенттеплоизоляцииодежды, м·К/Вт; -коэффициентплощадиповерхностиодежды;

-температуравоздуха, °С;

-средняятемператураизлучения, °С;

-скоростьдвижениявоздуха, м/с;

-парциальноедавлениеводяногопара, Па;

-коэффициентконвективноготеплообмена, Вт/(м·К)

-температураповерхностиодежды, °С.

Примечание1метаболическаяединица= 1мет= 58Вт/м; 1единицаодежды= 1кло= 0,155м °С/Вт.

Показательможетбытьрассчитандляразличныхсочетанийскоростиобменавеществ, коэффициента теплоизоляцииодежды, температурывоздуха, среднеготепловогоизлучения, скоростидвижениявоздухаи влажностивоздуха(см. ИСО7726)Значения. могутбытьнайденыспомощьюпоследовательныхитераций.

Показательхарактеризуетстабильныеусловия, номожетбытьпримененвкачествехорошейаппроксимации

принезначительныхколебанияходнойилинесколькихпеременных, еслиприменяютсредневзвешенныеяпо временизначенияпеременныхзапредыдущийпериодв 1час.

Показательиспользуюттолькодлязначенийвинтервалеот -2до +2,иеслишестьосновныхпараметров находятсявприведенныхнижеинтервалах:

-от46до232Вт/м (от0,8до4мет);

-от0до0,310мК/Вт(от0до2кло);

-от10 С° до30 С° ;

-от10 С° до40 С° ;

-от0до1м/с;

-от0до2700Па.

Примечание-Впределахданногодиапазонасредняяскоростьдвижениявоздуха()привыполнениилегкой, в основномсидячей, работыможетощущатьсячеловекомкаксквозняк.

Расчетскоростиобменавеществпроводятс учетомтипаработы, используяИСО8996илиприложениеВ. Приизменяющейсяскоростиобменавеществследуетподсчитатьсредневзвешеннповременизначениеза предыдущийпериодв 1ч. ИспользуяИСО9920илиприложениеСподсчитываюттермическоесопротивление одеждыистулаучетомвременигода.

Показательвычисляютоднимизследующихспособов.

a)Поуравнению(1),используякомпьютернуюпрограмму. ДляэтойцеливприложенииDпредставлена программанаязыкеBASICДля. верификациидругихкомпьютерныхпрограммв приложенииDпредставлены примерысрезультатамирасчетов.

b)НепосредственноприложениюЕ, гдеприведенытаблицызначенийдляразныхсочетанийактивности, одежды, температурыиотносительнойскоростидвижениявоздуха.

c)Спомощьюнепосредственныхизмеренийсиспользованиеминтегрированногодатчикарабочейи эквивалентнойтемператур.

Значения,приведенныеприложенииЕ, применяютдляотносительнойвлажности50%Влияние. влажности натемпературнуючувствительностьявляетсянебольшимприумеренныхтемпературах, близкихкомфортным, и

вэтомслучаенеучитываетсяприопределениизначения(см. приложениеF).

4.2Применение

можетбытьиспользованадляпроверкитого, удовлетворяетлиопределеннаятермальнаясредакритериям комфорта(см. раздел7иприложениеА),атакжедляустановлениятребованийктермальнойсреде.

Задавая0,получаютуравнениедляпрогнозированиясочетанияактивности, одеждыипараметровсреды, которыеобычнобеспечиваютнейтральнуютемпературнуючувствительность.

5Определениепрогнозируемогопроцентанедовольныхтемпературнойсредой

указываетпрогнозируемоеср днеезначениеоценоктермальнойсредыбольшойгруппылюдей, подвергаемыхвоздействиюэтойсреды. Индивидуальныеоц нкинаходятсявокругэтогосреднегозначения, поэтомуполезнойявляетсявозможностьспрогнозироватьколичестволюдей, которыев даннойсреде, скорее всего, будутчувствоватьсебянекомфортно.

- этопоказатель, которыйустанавливаетпрогнозируемыйпроцентнедовольныхтемпературойсредылюдей, которымслишкомтеплоилихолодно. Дляцелейнастоящегостандартаподнедовольнымитемпературойсреды

людьмипонимаюттехлюдей, которыебудутоцениватьсредукак"жарко", "тепло", "прохладно" или"холодно" по 7-балльнойшкалетемпературнойчувствительности, приведеннойтаблице1.

Еслизначениевычислено, значениевычисляют, используяуравнение(5) см( . рисунок1)

(5)

- Прогнозируемаясредняяоценка; -Прогнозируемыйпроцентнедовольных, %

Рисунок1 -какфункция

прогнозируетколичествонедовольныхтемпературокружающейсредылюдейсредибольшойгруппы. Остальнаячастьгруппыбудетощущатьнейтральноевоздействиесреды, легкоетеплоилипрохладу. Прогнозируемоераспределениеоценокприведенотаблице2.

Таблица2 -Распределениндивидуальныхеоценокприразличныхзначенияхсреднихоценок

Основанонаэкспериментахучастием1300человек.

6Локальныйтемпературныйдискомфорт

6.1 Общиеположения

Показателиотражаютдискомфортхолодаилитепладлявсеготелакакединогоцелого. Но недовольствотемпературокружающейсредыможетбытьвызванонежелательнымохлаждениемили

нагреваниемоднойконкретнойчаститела. Втакомслучаеговорятлокальномдискомфорте. Наиболее распространеннойпричинойлокальногодискомфортаявляетсясквозняк(6.2)Но. локальныйдискомфорттакже можетбытьвызванеобычновысокойразницейтемпературповертикалимеждуголовойилодыжками(6.3), слишкомтеплымилихолоднымполом(6.4),илислишкомвысокойасимметриейтепловогоизлучения(6.5)В. приложенииАприведеныпримерытребованийклокальномуиобщемутемпературномукомфортудляразличных категорийсредыитиповпространства.

Клокальномутемпературномудискомфорту, в основном, чувствительнылюди, занимающиесялегкой сидячейработой. Такиелюдибудутиметьблизкуюнейтральнойтемпературнуючувствительностьдлявсеготела. Людисвысокимуровнемфизическойактивностименеечувствительныктемпературе, и, соответственно, риск локальногодискомфортадлянихниже.

6.2 Сквозняк

Дискомфортиз-засквознякаможетбытьвыраженс помощьюпрогнозируемогоценталюдей, недовольныхналичиемсквозняка. Скоростьсквозняка()вычисляют, используяуравнение(6) модель( сквозняка):

(6)

Если0,05м/с, следуетиспользоватьзначение0,05м/с.

Если100%,следуетиспользоватьзначение100%,

где-локальнаятемпературавоздуха, от20до26 С° ;

-локальнаясредняяскоростьдвижениявоздуха, метрахвсекунду, 0,5м/с;

-локальнаяинтенсивностьтурбулентности, от 10%до 60% если( значениенеизвестно, можетбыть использованозначение40%).

Модельприменяютклюдямсослабойфизическойактивностью, основномпозесидя, с температурной чувствительностью, близкойнейтральной, такжедляпрогнозированиясквознякаобластишеи. Науровнерук истопмодельможетзавыситьпрогнозируемуюскоростьсквозняка. Чувствительностьксквознякуменьшепри подвижнойдеятельности(1,2мет) иу людей, предпочитающихболеепрохладнуюсреду. Дополнительная информацияповоздействиюскоростидвижениявоздухаприведенаприложенииG.

6.3 Разницавтемпературевоздухаповертикали

Большаяразницав температуремеждуголовойистопамиможетвызватьдискомфорт. Нарисунке2показан процентнедовольных()какфункцияразноститемпературвоздухаобластиголовыистоп. Рисунокприменяют, еслитемпературавышенаверху. Людименеечувствительны, еслитемпературан верхуниже, вычисляют, используяуравнение(7)

- процентнедовольных, %; -разностьтемпературвоздухаповертикалиобластиголовыистоп, °С

Рисунок2 -Локальныйдискомфорт, вызванныйразностьютемпературповертикали

Уравнение(7)выведенопорезультатамиспытанийпомощьюлогистическогорегрессионногоанализа, его следуетиспользоватолькопри8 °С.

6.4 Теплыйихолодныйпол

Еслиполслишкомтеплыйилихолодный, людимогутчувствоватьсебянекомфортно. Улюдей, носящих легкуюкомнатнуюобувь, комфортв большейстепенизависитоттемпературыпола, а нематериала, которыйего покрывает. Нарисунке3показанграфикпроцентанедовольныхлюдейкакфункциитемпературыпола, основанныйнаисследованияхсостоящими/илисидящимилюдьми.

- процентнедовольных, %; -температурапола, °С

Рисунок3 -Локальныйтемпературныйдискомфорт, вызванныйтеплымилихолоднымполом

Длялюдей, сидящихилилежащихнаполу, могутбытьиспользованысхожиезначения. Значениевычисляют, используяуравнение(8),полученноеэкспериментальнымданнымс помощьюнелинейногорегрессионного анализа:

. (8)

Результатынемогутбытьиспользованыдляэлектрическиобогреваемыхполовпридолгомнахождении человеканаполу.

Примечание-Спомощьюэлектрическогообогреваобеспечиваетсяопределенноетеплопоступление независимооттемпературыповерхности. Воднаясистемаобогреванесоздастемпературыв ше, чемтемпература воды.

Дляповерхностей, накоторыхлюдистоятбосыминогами, см. ИСО/ТО13732-2.

6.5 Асимметриятепловогоизлучения

Асимметриятепловогоизлучения()такжеможетвызватьдискомфорт. Людинаиболеечувствительнык температурнойасимметрии, вызваннойтеплымпотолком, холоднойстеной, холоднымпотолкомилитеплой стеной. Рисунок4относитсяк оценкеасимметриитепловогоизлученияслева/направоилисправа/налево. Другие положениятелаотносительноизлучающихповерхностей(например, спередилисзади) невызываютбольшого дискомфорта.

Рисунок4 -Локальныйтемпературныйдискомфорт, вызванныйасимметриейтепловогоизлучения

Значениевычисляют, используяуравнения(9)-(12).

a)Теплыйпотолок

23 С° ;

b)Холоднаястена

15 °C;

c)Холодныйпотолок

15 °C;

d)Теплаястена

35 С° .

Уравнения(9)-(12)быливыведеныпоэкспериментальнымданнымс помощьюлогистического регрессионногоанализанедолжныбытьиспользованызапределамивышеуказанныхдиапазонов. Уравнения) теплыйпотолоки d)теплаястенабылискорректированыдляучетадискомфорта, вызванногоинымипричинами, неасимметриейизлучения(см. рисунок4).

7Приемлемыепокомфортутермальныесреды

Температурныйкомфорт-этосостояниеудовлетворениятермальнойсредой. Недовольством жетбыть вызванодискомфортотмтеплаилихолода, воздействующихнавсетело, чтоописываютпомощьюи ,или нежелательнымохлаждением(илинагревом) однойчаститела.

Из-заиндивидуальныхособенностейневозможноустановитермальнуюсреду, котораяудовлетворялабы всех. Всегдаимеетсяпроцентнедовольных, номожноустановитьсреды, приемлемыедляопределенногопроцента людей.

Частоодинчеловекможетбытьчувствителенкразличнымтипамлокальногодискомфорта. Например, человек, чувствительныйк сквозняку, можетакжебытьчувствительнымк локальномуохлаждению, вызванному асимметриейтепловогоизлученияилихолоднымполом. Такойчувствительныйк холодучеловекможет испытыватьдискомфортхолодадлятелав целом. Поэтомупоказатели,или,рассчитанныедляразличных типовлокальногодискомфорта, неследуетскладывать.

Вследствиеналичияместныхилинациональныхособенностейвприоритетах, техническомразвитии климатическихусловияхнекоторыхслучаяхмогутбытьустановленыкачествеприемлемыхболеевысокие требования(меньшийпроцентнедовольных) илиболеенизкиетребования(большийпроцентнедовольных).В такихслучаяхдляоценкипроектированиятермальнойсредыпоказатели,моделисквозняка, связимежду параметрамилокальноготемпературногодискомфорта(см. раздел6)иожидаемогопроцентанедовольныхследует использоватьдляопределенияразличныхдиапазоновпараметровсреды.

ПримерыразличныхкатегорийтребованийприведеныприложенииА.

8Неустойчиваятермальнаясреда

8.1 Общиеположения

Методы, приведенныепредыдущихразделах, предназначеныдляустойчивыхусловий. Частотермальная средаявляетсянеустойчивой, возникаетвопрос применимостиметодов. Могутвозникнутьритипа неустойчивыхусловий, характеризующихсятемпературнымициклами, дрейфамиилиуправляемымиизменениями

искачкамитемпературы.

8.2Температурныециклы

Температурныециклымогутвозникатьрезультатеуправлениятемпературойв пространстве. Еслиразмах колебанийменее1К, товлияниянакомфорттакиеколебаниянеоказывают, имогутбытьиспользованы рекомендациидляустойчивыхусловий. Большиеколебаниямогутснизитькомфортностьсреды.

8.3 Дрейфыилиуправляемыеизменениятемпературы

Еслискоростьизмененийтемпературыпридрейфеилиуправляемыхизмененияхменее 2,0К/ч, то применяютметоды, являющиесявариациейметодовдляустойчивыхсостояний.

8.4 Скачкитемпературы

Относительноскачковтемпературымогутбытьсделаныследующиеутверждения.

- Скачкиэквивалентнойтемпературычеловекощущаетнезамедлительно.